«1. Информация из ФГОС, относящаяся к дисциплине 1.1. Вид деятельности выпускника Дисциплина охватывает круг вопросов относящиеся к виду деятельности магистров: проектирование, возведение, эксплуатация, реконструкция ...»

обеспечение гарантированного минимума энергоснабжения населения и производства в зонах централизованного энергоснабжения, испытывающих дефицит энергии, предотвращение ущербов от аварийных и ограничительных отключений;

снижение вредных выбросов от энергетических установок в городах и населенных пунктах со сложной экологической обстановкой, а также в местах массового отдыха населения.

Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности Федеральный закон регулирует отношения по энергосбережению и повышению энергетической эффективности.

Целью закона является создание правовых, экономических и организационных основ стимулирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

Положения, установленные в отношении энергетических ресурсов, применяются и в отношении воды, подаваемой, передаваемой, потребляемой с использованием систем централизованного водоснабжения.

Государственное регулирование в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности Обеспечение учета используемых энергетических ресурсов и применения приборов учета используемых энергетических ресурсов при осуществлении расчетов за энергетические ресурсы Производимые, передаваемые, потребляемые энергетические ресурсы подлежат обязательному учету с применением приборов учета используемых энергетических ресурсов.

Требования распространяются на объекты, подключенные к электрическим сетям централизованного электроснабжения, и (или) системам централизованного теплоснабжения, и (или) системам централизованного водоснабжения, и (или) системам централизованного газоснабжения, и (или) иным системам централизованного снабжения энергетическими ресурсами.

До 1 января 2011 года органы государственной власти, органы местного самоуправления обеспечивают завершение проведения мероприятий по оснащению зданий, строений, сооружений, используемых для размещения указанных органов, находящихся в государственной или муниципальной собственности и введенных в эксплуатацию приборами учета используемых воды, природного газа, тепловой энергии, электрической энергии, а также ввод установленных приборов учета в эксплуатацию.

До 1 января 2012 года собственники жилых домов, собственники помещений в многоквартирных домах, введенных в эксплуатацию на день вступления в силу настоящего Федерального закона, обязаны обеспечить оснащение таких домов приборами учета используемых воды, природного газа, тепловой энергии, электрической энергии, а также ввод установленных приборов учета в эксплуатацию. При этом многоквартирные дома в указанный срок должны быть оснащены коллективными (общедомовыми) приборами учета используемых воды, тепловой энергии, электрической энергии, а также индивидуальными и общими (для коммунальной квартиры) приборами учета используемых воды, природного газа, электрической энергии.

До 1 января 2012 года собственники жилых домов, дачных домов или садовых домов, которые объединены принадлежащими им или созданным ими организациям (объединениям) общими сетями инженернотехнического обеспечения, подключенными к электрическим сетям централизованного электроснабжения, и (или) системам централизованного теплоснабжения, и (или) системам централизованного водоснабжения, и (или) системам централизованного газоснабжения, и (или) иным системам централизованного снабжения энергетическими ресурсами, обязаны обеспечить установку коллективных (на границе с централизованными системами) приборов учета используемых воды, природного газа, тепловой энергии, электрической энергии, а также ввод установленных приборов учета в эксплуатацию.

Собственники приборов учета используемых энергетических ресурсов обязаны обеспечить надлежащую эксплуатацию этих приборов учета, их сохранность, своевременную замену.

Повышение энергетической эффективности экономики субъектов Российской Федерации и экономики муниципальных образований В целях повышения энергетической эффективности экономики муниципального образования при разработке, утверждении и реализации программ строительства и (или) модернизации систем коммунальной инфраструктуры должны учитываться следующие требования:

1) решение о строительстве объекта по производству тепловой энергии может быть принято уполномоченным органом местного самоуправления только при условии обоснования невозможности и (или) экономической нецелесообразности удовлетворения потребности в тепловой энергии за счет проведения мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности, а также за счет электрических станций, существующих или строящихся либо планируемых для строительства и осуществляющих производство тепловой энергии;

2) выбор между реконструкцией существующего объекта по производству тепловой энергии и строительством нового такого объекта и (или) определение при строительстве нового объекта по производству тепловой энергии типа такого объекта и его характеристик должны осуществляться уполномоченным органом местного самоуправления таким образом, чтобы минимизировать совокупные затраты (включая постоянную и переменную части затрат) на производство и передачу потребителям планируемого объема тепловой энергии.

Энергетическое обследование. Саморегулируемые организации в области энергетического обследования. Обязательное энергетическое обследование. Проведение энергетического обследования является обязательным для следующих лиц:

организации, осуществляющие производство и (или) транспортировку воды, природного газа, тепловой энергии, электрической энергии, добычу природного газа, нефти, угля, производство нефтепродуктов, переработку природного газа, нефти, транспортировку нефти, нефтепродуктов;

организации, совокупные затраты которых на потребление природного газа, дизельного и иного топлива, мазута, тепловой энергии, угля, электрической энергии превышают десять миллионов рублей за календарный год;

Обеспечение энергосбережения и повышения энергетической эффективности бюджетными учреждениями Начиная с 1 января 2010 года бюджетное учреждение обязано обеспечить снижение в сопоставимых условиях объема потребленных им воды, дизельного и иного топлива, мазута, природного газа, тепловой энергии, электрической энергии, угля в течение пяти лет не менее чем на пятнадцать процентов от объема фактически потребленного им в 2009 году каждого из указанных ресурсов с ежегодным снижением такого объема не менее чем на три процента.

Основные направления и механизм энергоресурсосбережения в жилищно-коммунальном хозяйстве российской федерации Важнейшим звеном реформирования жилищно-коммунального хозяйства должно стать снижение издержек на производство услуг. Экономической основой осуществления этого процесса является энергоресурсосбережение.

Цели энергоресурсосберегающей политики Конечные цели энергоресурсосберегающей политики в жилищнокоммунальном хозяйстве - снижение издержек производства и себестоимости услуг предприятий жилищно-коммунального хозяйства и соответственно смягчение для населения процесса реформирования системы оплаты жилья и коммунальных услуг при переходе отрасли на режим безубыточного функционирования.

Основными направлениями достижения указанных целей являются:

переход к эффективным энергосберегающим архитектурностроительным системам и инженерному оборудованию в жилищнокоммунальном строительстве;

внедрение приборного учета и регулирования потребления тепловой энергии, воды и газа, организация взаиморасчетов за потребление ресурсов по показаниям приборов;

создание экономического механизма, стимулирующего процесс энергоресурсосбережения;

совершенствование систем тарифов, стандартизации, сертификации и метрологии, направленных на энергоресурсосбережение.

Анализ эффективности использования ресурсов в жилищнокоммунальном хозяйстве В настоящее время деятельность жилищно-коммунального хозяйств сопровождается весьма большими потерями ресурсов, как потребляемых самими коммунальными предприятиями, так и предоставляемых потребителям воды, тепловой и электрической энергии. Фактическое удельное потребление воды в расчете на 1 жителя превышает установленные в регионах и городах нормативы в 1,5 - 2 раза, а удельное теплопотребление - в 2 раза.

Действующий в отрасли хозяйственный механизм не стимулирует снижения затрат. Тарифы, как правило, формируются по фактической себестоимости. При этом все непроизводительные расходы, связанные с процессом производства услуг, а также потерями воды и тепла при их транспортировке, перекладываются на потребителя.

В существующем жилищном фонде Российской Федерации значительную долю (в некоторых регионах до 80%) составляют дома из сборного железобетона, являющиеся по проектным данным самыми энергорасточительными сооружениями. Теплопотери в таких домах на 20 - 30% выше проектных из-за низкого качества строительства и эксплуатации.

Наиболее значительные теплопотери в зданиях происходят через наружные стеновые ограждения (42 и 49% для пяти- и девятиэтажных зданий) и окна (32 и 35% соответственно). Дополнительные теплопотери вызывает также промерзание наружных ограждающих конструкций зданий.

Существенные потери тепла и ресурсов происходят и при эксплуатации инженерных систем и оборудования. Мелкие котельные (мощностью менее 5 Гкал/час) и индивидуальные отопительные установки (теплопроизводительностью до 25 тыс. ккал/час) крайне неэкономичны по использованию топлива.

Суммарная протяженность тепловых сетей в Российской Федерации составляет примерно 125000 км (в двухтрубном исчислении). В основном они имеют теплоизоляцию невысокого качества.

Велики также потери воды в тепловых сетях через свищи, образующиеся по причине наружной и внутренней коррозии. Потери тепла, связанные с утечками, можно оценить в 10 - 15%.

Централизованное горячее водоснабжение осуществляется в значительной мере через центральные тепловые пункты (ЦТП), обустроенные устаревшими кожухотрубными водяными подогревателями.

Использование ЦТП для подогрева воды в системах горячего водоснабжения обуславливает значительную протяженность наружных трубопроводов от теплового пункта до жилого дома. Срок их службы из-за значительной внутренней коррозии в 2 - 4 раза ниже нормативного.

Основные направления энергоресурсосбережения в жилищнокоммунальном хозяйстве Экономия расходования ресурсов и снижение теплопотерь Решение этой задачи связано с осуществлением комплекса инженерно-технических мероприятий.

Тепловая изоляция, увеличение термического сопротивления ограждающих конструкций зданий Важное значение при строительстве новых объектов имеет использование трехслойных стеновых панелей, а также переход на новые конструктивные решения с учетом повышенных требований в части понижения теплопередачи ограждающих конструкций при строительстве зданий из кирпича, блоков и монолитного железобетона.

Наряду с утеплением стен зданий нового строительства важная роль принадлежит теплоизоляционным работам на реконструируемых зданиях старой застройки. Мероприятия по проведению этой работы включают в себя как замену старых окон и дверей на новые, отвечающие современным требованиям по теплозащите, так и нанесение на стекла теплоотражающих пленок и специальных покрытий типа "JOW-E" с уплотнением оконных и дверных проемов.

Модернизация систем тепло-, водоснабжения. К основным мероприятиям этого направления можно отнести:

постепенную замену ЦТП на ИТП в блок-модульном исполнении;

внедрение там, где это экономически целесообразно, децентрализованных источников теплоснабжения;

снижение теплопотерь в инженерных сетях путем постепенного перехода на современные трубопроводы, в т.ч. на тепловые сети с пенополиуретановой изоляцией;

оптимизацию режимов работы сетей тепло- и водоснабжения через внедрение систем автоматизированного управления и регулируемого привода насосных агрегатов, замену насосов с завышенной установленной мощностью;

реконструкцию тепловых пунктов с применением эффективного тепломеханического оборудования (например, пластинчатых водонагревателей);

применение в системах тепло-, водоснабжения вместо поверхностных теплообменников (бойлеров) трансзвуковых струйно-форсуночных аппаратов, совмещающих в себе одновременно функции теплообменника и насоса и не содержащих вращающихся и трущихся частей;

широкое использование аппаратуры контроля и диагностики состояния внутренней поверхности оборудования и систем тепло- и водоснабжения;

применение новейших методов и технологий для очистки от отложений теплообменного оборудования, котлов, систем водоснабжения и скважин (например, использование энергосберегающего семейства электрогидроимпульсных установок типа "ЗЕВС");

замену изношенной запорной арматуры и санитарно-технических устройств в квартирах и индивидуальных домах;

перевод котельных там, где это возможно, на газовое топливо;

оптимизацию процессов горения в топках котлов и внедрение оптимальных графиков регулирования с использованием средств автоматики и контроля, перераспределение тепловых нагрузок за счет кольцевания тепловых сетей;

применение на котельных противодавленческих турбин, устанавливаемых параллельно дроссельному устройству, для выработки дополнительной электроэнергии;

обеспечение режимов водоподготовки, запрет пуска в эксплуатацию котельных (как законченных новым строительством, так и после капитального ремонта оборудования), не оснащенных установками водоподготовки, не прошедших режимно-наладочные испытания в установленные сроки;

замену и прочистку сетей с применением новых методов прочистки бестраншейным способом; проведение режимно-наладочных работ в тепловых сетях и системах отопления и горячего водоснабжения зданий.

Использование нетрадиционных источников энергии. Использование таких источников должно рассматриваться как одно из перспективных направлений энергоресурсосбережения в жилищно-коммунальном хозяйстве, являющееся одновременно одним из аспектов решения экологических проблем.

В некоторых районах России целесообразно внедрение гелиоустановок для отопления и горячего водоснабжения. Их можно использовать для горячего водоснабжения бытовых помещений, летних баз отдыха, санаториев, плавательных бассейнов, нагрева поливочной воды в теплицах, жилых домах, в коттеджах и индивидуальных домах, для подогрева сетевой воды в котельных.

Важная роль в сокращении затрат энергоресурсов принадлежит теплонасосным установкам, обеспечивающим эффективную утилизацию потенциального тепла окружающей среды, промышленных и бытовых стоков.

В некоторых регионах для целей отопления и горячего водоснабжения можно использовать геотермальную энергию, стоимость которой в 5 раз ниже стоимости энергии, вырабатываемой котельными на традиционных видах топлива.

Рентабельным источником электроэнергии могут служить ветроэнергетические установки.

Учет и регулирование потребления энергоресурсов и воды Общая потребность субъектов Российской Федерации в приборах учет тепла и воды для оснащения всего жилищного фонда, объектов здравоохранения, образования и т.д. составляет 130 млн. штук. Из них для учета тепловой энергии необходимо около 24 млн. теплосчетчиков, для учета горячей и холодной воды - свыше 66 млн. водосчетчиков, для учета газа более 40 млн. счетчиков газа. В этих условиях первостепенное значение имеет выбор приоритетных объектов и мероприятий по энергоресурсосбережению, дающих наибольший эффект.

Выбор оптимальной тактики оснащения приборами учета по категориям пользователей энергоресурсов и воды При разработке подпрограмм приборного обеспечения должны решаться такие вопросы, как:

- выбор и оптимизация номенклатуры технических средств (приборов учета, регулирования, средств метрологического обеспечения, средств оперативного сбора и обработки информации и диспетчеризации и т.п.);

- оценка объемов потребности в технических средствах;

- определение необходимости в изменении схем тепло- и водоснабжения для осуществления приборного учета, в особенности поквартирного;

- определение оптимальной очередности выполнения работ.

К числу первоочередных задач относится также оснащение приборами учета вводов в здания и помещения, занимаемые организациями бюджетной сферы.

Обоснованный выбор номенклатуры приборов. Общее количество средств измерений, включенных государственный реестр РФ, которые могут быть использованы для целей учета, превосходит 150, из них более прошли экспертизу Главгосэнергонадзора РФ и разрешены для применения в составе узлов учета энергоресурсов и воды. При выборе конкретных приборов необходимо учитывать, что существенной составляющей затрат на эксплуатацию приборов являются затраты на их периодическую поверку. Объем этих затрат определяется продолжительностью межповерочных интервалов, установленных для каждого прибора, и доступностью средств поверки.

Выбор оптимальных схем организации учета энергоресурсов и эксплуатации приборов. Целесообразно использовать все технические и экономические возможности для создания автоматизированных систем оперативно-диспетчерского управления учета и потребления энергоресурсов и воды с использованием современных средств коммуникации, телеметрии и компьютеризации.

Создание экономического механизма энергоресурсосбережения в ЖКХ. Совершенствование тарифной политики. Система тарифов должна стимулировать учет энергии и ресурсов на всех уровнях, для чего необходима дифференциация тарифных ставок:

- по объемам потребления энергии и ресурсов;

- по способам определения количества потребляемой энергии и ресурсов (в случае их приборного определения уровень тарифов должен быть ниже, чем в случае нормативного определения);

- по времени (периодам суток) потребления.

Для внедрения и развития системы блочных бытовых тарифов необходимо установить социально-минимальные нормативы потребления энергоресурсов. При потреблении сверх этих нормативов следует вводить повышенные тарифы.

Совершенствование стандартизации, метрологии и сертификации.

Важным фактором энергоресурсосбережения в ЖКХ должна стать стандартизация энергопотребляющего оборудования любого назначения, теплоизоляционных материалов, приборов и средств учета расхода энергоресурсов.

Информационное и кадровое обеспечение. Энергосбережение для своего успешного внедрения в России нуждается в активной пропаганде и разъяснении населению как технических, так и экономических аспектов реализации мероприятий энергоресурсосбережения. Необходимо использовать такие традиционные методы, как: выступления и публикации в средствах массовой информации, проведение семинаров, конференций, рабочих встреч. Крайне важно развернуть широкую кампанию по информированию населения, включая использование наглядной агитации (рекламы) для эффективного внедрения систем учета ресурсов по инициативе потребителей.

Необходимо также создать систему целенаправленного обучения кадров работников ЖКХ (вплоть до каждого рабочего места) вопросам энергоресурсосбережения.

Рекомендации по первоочередным малозатратным мероприятиям, обеспечивающим энергоресурсосбережение в ЖКХ города Основные направления работ по энергоресурсосбережению в ЖКХ Мероприятия по энергоресурсосбережению разделяются:

- долгосрочные высокозатратные мероприятия, требующие значительных капитальных затрат со сроком окупаемости более 5 лет;

- среднезатратные мероприятия со сроком окупаемости от 2-х до лет;

- первоочередные малозатратные мероприятия со сроком окупаемости до 1 - 2 лет.

Стратегия энергоресурсосбережения в жилищно-коммунальном хозяйстве должна состоять из комплекса долгосрочных высокозатратных, среднезатратных и первоочередных малозатратных мероприятий.

Долгосрочные высокозатратные мероприятия. К долгосрочным высокозатратным мероприятиям относятся:

1. Строительство новых крупных тепло- и водоисточников.

2. Модернизация действующих котельных и насосных станций с установкой высокопроизводительного котельного оборудования и насосных агрегатов.

3. Использование нетрадиционных источников энергии (тепловые насосы, биогаз, геотермальные воды, солнечная энергия, ветровая энергия и т.п.).

4. Прокладка новых или капитальный ремонт существующих тепловых магистралей с использованием труб с пенополиуретановой теплоизоляцией, обеспечивающей снижение тепловых потерь в 2 - 3 раза.

5. Прокладка новых или капитальный ремонт действующих водопроводных сетей с использованием труб с внутренними покрытиями.

6. Утепление наружных стеновых ограждений зданий с использованием жестких плит и гибких матов, замена оконных блоков.

Среднезатратные мероприятия. К среднезатратным мероприятиям относится строительство модульных котельных с тепловой мощностью от 1 - 3 до 30 МВт. Их строительство становится необходимым в условиях острого дефицита тепла в отдельных районах города, например, на концевых участках тепломагистралей. При изменении схемы теплоснабжения, необходимо ТЭО такого изменения.

Блочные котельные обеспечивают значительную экономию тепла за счет сокращения протяженности наружных тепловых сетей или отказа от них при применении пристроенных, встроенных и крышных котельных. В блочных котельных необходимо с начала их эксплуатации обеспечить качественную водоподготовку. При этом рекомендуется для умягчения воды использовать обработку воды комплексонами, а для деаэрации - современные методы, обеспечивающие содержание остаточного кислорода на требуемом уровне в отсутствии пара в котельных.

К среднезатратным мероприятиям также относятся следующие:

1. Повышение экономичности и эффективности работы котельных путем перевода их с дефицитного и дорогостоящего жидкого топлива на газ или местные виды топлива (торф, отходы деревообрабатывающих предприятий и др.).

2. Оптимизация процессов горения на котлах, и внедрение оптимальных графиков регулирования с использованием средств автоматики и контроля.

3. Оптимизация водоподготовки на источниках тепла с использованием современных средств противонакипной и противокоррозионной обработки воды.

4. Внедрение рациональных схем теплопотребления установок на ЦТП, обеспечивающих минимальное потребление сетевой воды. Реконструкция ЦТП с применением энергоэффективного оборудования.

5. Замена наиболее изношенных участков тепловых сетей, находящихся в аварийном состоянии, на трубы с заводской теплоизоляцией на основе пенополиуретана.

6. Утепление наружных стеновых панелей эксплуатируемых зданий путем напыления пенополиуретана.

7. Уплотнение оконных и дверных проемов.

8. Устранение промерзаний и утепление стыков, крыш, чердаков, подвалов и лестничных клеток.

Первоочередные малозатратные мероприятия. Эти мероприятия включают широкий комплекс работ и характеризуются быстротой внедрения и небольшим сроком окупаемости (до 1 - 2 лет). Они позволяют повысить надежность и эффективность работы источников тепла и тепловых сетей, внутридомовых инженерных систем, автоматизировать системы отопления в зданиях, снизить расходы теплоносителя, горячей и холодной воды при относительно небольших затратах.

Повышение надежности и эффективности работы источников тепла.

Водоподготовка. Для обеспечения требуемого качества подпиточной и сетевой воды необходимо обеспечить правильное проведение водоподготовки на источниках тепла. Для умягчения воды с исходной жесткостью не выше 6 мг-экв/л целесообразно применять комплексонную обработку воды.

Важной частью водоподготовки является деаэрация воды, без которой невозможно обеспечить отсутствие отложений и свищей в котлах, тепловых сетях и инженерных системах зданий.

Нетрадиционная энергетика и энергоресурсосбережение Основные направления нетрадиционной энергетики В понятие нетрадиционная энергетика мы будем вкладывать четыре основных направления.

Возобновляемые источники энергии (солнечная энергия, ветровая, биомасса, геотермальная, низкопотенциальное тепло земли, воды, воздуха;

гидравлическая, включая мини-ГЭС, приливы, волны).

Вторичные возобновляемые источники энергии (твердые бытовые отходы - ТБО, тепло промышленных и бытовых стоков, тепло и газ вентиляции).

Нетрадиционные технологии использования невозобновляемых и возобновляемых источников энергии (водородная энергетика; микроуголь;

турбины в малой энергетике; газификация и пиролиз; каталитические методы сжигания и переработки органического топлива; синтетическое топливо - диметиловый эфир, метанол, этанол, моторные топлива).

Энергетические установки (или преобразователи), которые существуют обычно независимо от вида энергии (тепловой насос, машина Стирлинга, вихревая трубка, гидропаровая турбина и установки прямого преобразования энергии - электрохимические установки и, прежде всего, топливные элементы, фотоэлектрические преобразователи, термоэлектрические генераторы, термоэмиссионные установки, МГД-генераторы).

Считается, чем больше энергопотребление, тем выше уровень жизни.

Но один и тот же высокий уровень жизни может быть достигнут при существенно различных уровнях энергопотребления. Это означает, что такие страны, как Япония, Германия и другие, очень большое внимание уделяют энергосбережению.

Необходимый уровень энергообеспечения достигается не только валовым количеством производства энергии, но и путем энергоресурсосбережения. Этот же вывод касается и России.

Для России потенциал энергосбережения просто огромен. Он составляет более 40% от общего энергопотребления. Это означает, что почти половину производимой энергии мы тратим впустую, обогревая внешнюю среду.

Наибольший вклад в производство тепла дает биомасса, а в производство электроэнергии - биомасса, малые реки и ветер. Но в целом вклад ВИЭ, например в мировое производство электроэнергии, чрезвычайно мал - всего 1,6%.

Побудительные мотивы использования возобновляемых источников энергии в России Побудительными мотивами использования возобновляемых источников энергии в России являются:

истощаемость запасов органического топлива, энергетическая безопасность страны, экология, специфика, связанная с труднодоступностью многих районов страны (особенно, Сибири) для централизованного энергоснабжения (особенно для России).

Возобновляемые источники энергии Солнечная энергетика Солнечная энергетика обладает самым большим потенциалом из возобновляемых источников. В солнечной энергетике выделяют три направления:

солнечные водонагревательные установки, солнечные электростанции, фотоэлектрические преобразователи.

Солнечные водонагревательные установки обычно представляют собой плоский солнечный коллектор, в котором нагревается вода, воздух или другой теплоноситель. Эти устройства характеризуются величиной площади нагрева.

Солнечные электростанции (СЭС) используют обычный паросиловой цикл, но при этом требуется применение концентратора солнечной энергии. Так, в США действует 7 СЭС общей мощностью 354 МВт. Но для России такие устройства считаются неэффективными.

Что касается фотоэлектрических преобразователей (ФЭП), то сегодня в мире наблюдается настоящий бум в этой области. Основным материалом является кремний. Фотоэлектричество сегодня является самым дорогим способом получения электроэнергии. В области фотоэлектричества наиболее перспективными считаются следующие направления:

ФЭП с концентраторами солнечной энергии;

ФЭП на основе арсенида галлия - арсенида алюминия;

тонкопленочные солнечные элементы.

По нашему мнению, тонкопленочные солнечные элементы, может быть, даже представляют наибольший интерес в связи с их относительной дешевизной, связанной с существенно уменьшенным использованием чувствительного материала и более дешевыми технологиями.

Ветровая энергия К ветровой энергии как возобновляемому источнику энергии наибольший интерес проявляется в Германии, США, Дании.

В России использование ветра в энергетике незначительно и основано преимущественно на зарубежном оборудовании.

Геотермальная энергия Использование другого вида ВИЭ - геотермальной энергии - в России может быть весьма существенно, поскольку Россия обладает высоким потенциалом геотермальной энергии, а Западная Сибирь является самым богатым регионом страны по ее запасам. Считается, что если температура геотермальных источников превышает 100°С, то выгодна генерация электрической энергии на ГеоЭС. Если температура немного меньше 100°С, то горячая вода может быть использована для теплоснабжения, а при пониженных температурах необходимо использование тепловых насосов.

Одним из новых способов получения электрической энергии с использованием горячей воды от геотермальных источников является гидропаровая турбина, принцип действия которой основан на применении Сегнерова колеса.

Вторичные возобновляемые источники энергии Из вторичных возобновляемых источников энергии особое внимание обратим на горючие твердые бытовые отходы (ТБО).

Бытовые и другие отходы - это одна из крупных экологических проблем современного общества. Особенность ТБО заключается в том, что их можно использовать для получения тепловой электрической энергии.

Россия производит 60 млн. тонн ТБО в год, но действует всего около 5 мусоросжигательных заводов, и только 2 из них построены на современном уровне с использованием импортного оборудования. Тем не менее, в Москве планируется, что к 2010 году только 1/3 отходов будет подвергаться захоронению, а почти половина будет сжигаться с одновременным получением энергии.

Возможны различные способы получения энергии из ТБО, один из них - получение биогаза, который является продуктом анаэробного брожения в свалках и представляет собой примерно равную смесь метана и углекислого газа. Далее биогаз подвергается очистке и используется для сжигания в различных установках.

Другой способ заключается в переработке отходов в термической плазме, то есть при высоких температурах, которые позволяют радикально переработать всю органику и не допустить образования особо опасных веществ типа диоксинов и фуранов.

Нетрадиционные технологии использования невозобновляемых и возобновляемых источников энергии К нетрадиционным технологиям в первую очередь следует отнести водородную энергетику. К водородной энергетике как таковой следует отнести:

крупномасштабное производство водорода из ископаемых и возобновляемых источников энергии;

производство топливных элементов и энергоустановок на их основе;

хранение и транспортировку водорода;

использование водорода для получения энергии в промышленности, на транспорте, в быту;

водородную безопасность.

Одним из главных направлений переработки угля является его газификация, в числе целей которой - получение синтез-газа или водорода для водородной энергетики. В Сибири имеется ряд перспективных разработок по газификации угля. В частности, развиваются технологии слоевой и плазменно-паровой газификации. В последнем случае (рис. 4) получается очень чистый синтез-газ с высоким содержанием водорода - до 50%.

Оригинальная нетрадиционная технология использования угля, предложенная в ИТ СО РАН, состоит в том, чтобы сжигать его в виде пыли ультратонкого помола (микроуголь).

В Институте катализа СО РАН успешно развивается другое направление - каталитическое сжигание разнообразных топлив. Особенности такого подхода весьма привлекательны: низкие температуры горения, малые габариты установок, пониженные выбросы вредных веществ Энергетические установки для нетрадиционных методов энергетики Энергетические установки (преобразователи). Наиболее важным устройством нетрадиционной энергетики и энергоресурсосбережения является тепловой насос, хотя более общим понятием является термотрансформатор, который может работать в различных режимах - теплового насоса, холодильной машины, машины для комбинированного производства тепла и холода.

Особенность теплового насоса состоит в том, что произведенное тепло всегда больше подведенной энергии от энергоисточника высокого потенциала. Тепло производится не только за счет энергии энергоисточника (газа, угля, электрической энергии или пара), но и за счет дополнительной тепловой энергии, отбираемой от низкопотенциального источника, то есть источника с более низкой температурой (геотермального источника, жидких промышленных или бытовых стоков, воздуха, грунта, реки). Во многих развитых странах тепловые насосы являются основой энергосберегающей политики.

Двигатель Стирлинга. Он работает с максимально возможным КПД, как и машины на цикле Карно. Это двигатель внешнего сгорания, он имеет простую конструкцию и может работать практически от любого источника энергии. Рабочим телом являются газы типа водорода или гелия, то есть это экологически чистый двигатель.

Очень простым устройством, которое применяется для локального нагрева, охлаждения, кондиционирования, осушения газов является так называемая вихревая трубка или трубка Ранка-Хилша. В этом устройстве происходит разделение воздуха на горячий и холодный с перепадом температур до 100 градусов.

При сжигании топлив основным устройством являются горелки разного типа. Новая горелка разработана в ИТ СО РАН. Ее особенность состоит в том, что к топливу и воздуху добавляется еще и водяной пар, вследствие чего происходят промежуточные процессы газификации и, как следствие, экологически чистое сжигание топлива.

Несомненно, наибольший интерес привлекают методы прямого преобразования энергии. К ним относятся электрохимические, фотоэлектрические, термоэлектрические, термоэмиссионные и магнитогидродинамические (МГД) преобразователи.

Из электрохимических преобразователей сегодня наибольший интерес (и даже бум) вызывают топливные элементы. В топливных элементах происходит прямое преобразование химической энергии в электрическую.

Наиболее популярная схема - это применение водорода в качестве топлива, а кислорода в качестве окислителя. При этом единственным продуктом электрохимической реакции является вода, то есть топливный элемент представляет собой совершенно чистый с экологической точки зрения источник энергии.

Проявляется интерес к портативным топливным элементам на жидком топливе (метанол, соединения бора), а также топливным элементам с использованием алюминия в качестве топлива.

Следующий тип устройства прямого преобразования энергии - это термоэмиссионный преобразователь. Принцип действия основан на эмиссии электронов при сильном нагреве эмиттера. Это устройство типа электронной лампы. В качестве источника энергии можно применять ядерное топливо, органическое топливо, солнечное излучение.

Потенциал возобновляемых источников в России. Существующие технологии Согласно экспертной оценке, при существующих темпах экспорта нефти и нефтепродуктов России истощение запасов наступит после года, а природного газа истощение запасов начнется после 2035 года.

К этому времени необходимо осуществить реструктуризацию энергетических отраслей с целью максимального использования гидроэнергоресурсов, энергии ветра и Солнца для выработки электроэнергии, а биомассы и угля для выработки жидкого топлива и производства тепловой энергии.

Ресурсы ВИЭ в России и их использование Несмотря на огромный потенциал ресурсов возобновляемой энергии, его использование находится на крайне низком уровне. Доля ВИЭ в энергобалансе страны в 2001 году была около 3,5%. При существующем положении дел в возобновляемой энергетике и отсутствии специальных программ ее развития в России, невозможно ожидать резкого роста использования ВИЭ.

По различным прогнозным оценкам, доля ВИЭ в энергобалансе страны к 2020 году будет составлять от 1 до 2%. Данные цифры далеки от аналогичных показателей стран, где развитию возобновляемой энергетики оказывается государственная поддержка.

Ресурсы и использование солнечной энергии. Россия расположена между 41 и 82 градусами северной широты, и уровни солнечной радиации на ее территории существенно варьируются. Потенциал солнечной энергии наиболее велик на юго-западе (Северный Кавказ, район Черного и Каспийского морей) и в Южной Сибири и на Дальнем Востоке. В некоторых районах Западной и Восточной Сибири и Дальнего Востока годовая солнечная радиация составляет 1300 кВт·ч/м2, превосходя значения для южных регионов России. Например, в Иркутске (52 градуса северной широты ) поступление солнечной энергии достигает 1340 кВт·ч/м2, а в Республике Якутия –Саха (62 градуса северной широты ) – 1290 кВт·ч/м2. Именно в этих районах рекомендуется использование установок, преобразующих солнечную энергию.

Ресурсы и использование ветровой энергии. Потенциал ветроэнергетики распределен по территории России неравномерно. Согласно Атласу ветров России, существует множество районов, где среднегодовая скорость ветра превышает 6,0 м/с.

Наивысшие средние скорости ветра обнаруживаются вдоль берегов Баренцева, Карского, Берингова и Охотского морей. Значительные ресурсы находятся также в районах Среднего и Нижнего Поволжья, на Урале, в степных районах Западной Сибири, на Байкале. Самые низкие значения средней скорости ветра наблюдаются над Восточной Сибирью в районе Ленско-Колымского ядра Азиатского антициклона.

Ресурсы и использование гидроэнергии. Россия обладает огромным потенциалом гидроэнергии. Этот потенциал оценивается в 2395 млрд.

кВт·ч в год (валовой). Около 80% технического потенциала (1670 млрд.

кВт·ч в год) приходится на средние и крупные реки. Экономический потенциал равен 852 млрд. кВт·ч в год. Этот потенциал в настоящее время используется только на 23%. Почти не используется потенциал малых рек, который составляет примерно 46% от общего потенциала гидроэнергии.

Ресурсы и использование энергии биомассы. Потенциальные возможности России в плане широкомасштабного и эффективного использования биомассы, весьма велики. На территории России ежегодно конвертируется до 227 х 1021 Дж солнечной энергии и продуцируется до 14- млрд. тонн биомассы в результате усвоения 21-22.5 млрд. тонн СО2.

Энергия химических связей этого количества российской биомассы составляет 0.24 х 1021 Дж, что эквивалентно 8.2 млрд. тонн условного топлива или нефтяного эквивалента.

Ежегодно в России по разным отраслям народного хозяйства производится до 300 млн. тонн (по сухому веществу), из них: 230 млн. тонн в сельскохозяйственном производстве – 130 млн. тонн в животноводстве и птицеводстве и 100 млн. тонн в растениеводстве; в городах – 70 млн. тонн:

60 млн. тонн твердых бытовых отходов и 10 млн. тонн осадков сточных вод. Энергетический потенциал указанного количества отходов составляет 190 млн. т у.т., реально можно получать в год до 45 млн. т у.т.

Переработка такого количества отходов только по биогазовым технологиям может дать до 80 млрд. куб. биогаза, что эквивалентно 56 куб.м природного газа.

Ресурсы и использование геотермальной энергии. Россия располагает не только большими запасами органического топлива, но также и геотермальными ресурсами, энергия которых в 10-12 раз превышает весь потенциал органического топлива. Территория России хорошо исследована, и сегодня известны основные ресурсы тепла Земли, которые имеют значительный промышленный потенциал, в том числе и энергетический.

Для энергетического обеспечения ряда удаленных регионов и ЖКХ нашей страны перспективным и выгодным можно считать геотермальные ресурсы с температурами выше 20-25°С, так как сегодня созданы тепловые насосы и системы, которые позволяют получить теплоноситель с температурами 80-90°С и выше. Это означает, что на 75-80% всей территории России можно эффективно использовать тепло Земли для теплоснабжения городов, поселков и отдельных объектов.

Для использования геотермальных ресурсов в России уже пробурено более 3000 скважин. Используются геотермальные ресурсы на Камчатке, на Чукотке, Курильские острова также богаты запасами тепла Земли. На Северном Кавказе хорошо изучены геотермальные месторождения. Приморье, Прибайкалье, Западно-Сибирский регион также располагают запасами геотермального тепла, пригодного для широкомасштабного применения в промышленности и сельском хозяйстве и конечно для теплоснабжения городов и поселков.

Современные технологии использования ВИЭ Состояние разработок в области технологий ВИЭ в России. Солнечная энергетика. Россия обладает передовыми технологиями по преобразованию солнечной энергии в электрическую. Есть ряд предприятий и организаций, которые разработали и совершенствуют технологии фотоэлектрических преобразователей, как кремниевых, так и на многопереходных структурах. Есть ряд разработок использования концентрирующих систем для солнечных электростанций.

В области разработки и производства солнечных коллекторов (СК) Россия отстает от ведущих стран мира. Это в основном связано с тем, что практически отсутствует массовый спрос на такие установки. Солнечные системы горячего водоснабжения установлены и успешно эксплуатируются на ряде объектов на юге России, Восточной Сибири и на Дальнем Востоке.

Большой интерес представляет сегмент рынка индивидуальных солнечных систем горячего водоснабжения и отопления, которые применяются на дачах и в коттеджах.

Ветроэнергетика. Россия значительно отстает от ЕС и других развитых стран в области как разработки, так и применения ветроэнергетических установок. В настоящее время в России практически не существует ни одного отработанного коммерческого образца ветроагрегата мощностью более 10 кВт, прошедшего все необходимые испытания и производственно-конструкторскую отработку, и обладающего сопоставимым с зарубежными ВЭУ техническим уровнем u1080 и эксплуатационными характеристиками.

Для того, чтобы обеспечить стабильное устойчивое развитие в России производства ветроэнергетического оборудования и создать необходимую инфраструктуру необходимо разработать и осуществить программу сооружения демонстрационно-промышленных ветроэнергетических станций в различных регионах страны, для отработки хозяйственных и организационных механизмов развития ветроэнергетики. Такой путь прошли все страны, успешно развивающие отрасль ветроэнергетики, разработав и необходимые механизмы снижения рисков инвестиций в отрасль, и механизмы первоначальной компенсации повышенных издержек, связанных с развитием отрасли.

Согласно Федеральной Программе «Энергоэффективная экономика»

в России предполагается установить к 2010 г ветроэнергетические установки суммарной мощностью 228 МВт с выработкой электроэнергии количеством 570 млн. кВт.ч.

Технологии переработки биомассы. Использование энергии биомассы возможно с применением следующих технологий - производство биогаза и биотоплива;

- энергетическое использование твердых бытовых отходов - использование древесного топлива и торфа.

Анаэробную переработку активного ила и осадков на основных станциях по очистке городских стоков в мощных биогазгенераторах – метантенках (каждый по несколько тысяч кубических метров) осуществляют Курьяновская и Люберецкая станции г. Москвы, а также станции очистки Новосибирска, Сочи и других городов России.

Второе направление - переработка отходов сельскохозяйственного производства, в первую очередь, животноводства и птицеводства.

Разработаны высокорентабельные биогазовые технологии, позволяющие одновременно с биогазом получать экологически чистые универсальные высокоэффективные органические удобрения, повышающие урожайность от 25 до 100% в зависимости от состояния плодородия почв.

Производство таких удобрений превратило биогазовые технологии не только в источник топлива и энергии, но и в надежный капитал. Биогазовые установки и станции могут функционировать в любых регионах России круглогодично в любое время суток, практически везде, где есть органические отходы и доступная энергетическая биомасса.

Другим направлением использования биомассы является газификация древесной массы и торфа. В России созданы технологии по высокоэффективному пиролизу биомассы (ВИЭСХ), которые позволяют получать из древесных отходов и отходов растениеводства жидкое топливо, близкое по качеству к дизельному, а также газообразное и твердое топливо.

Отдельным направлением является производство биотоплива из растительных масел.

Существуют разработанные технологии по получению биотоплива из различных масленичных культур.

Малая гидроэнергетика. Малая гидроэнергетика является наиболее подготовленной отраслью возобновляемой энергетики. Использование энергии малых рек в России было широко распространено в середине прошлого века. В 50-х года в СССР находилось в эксплуатации тысячи малых ГЭС.

В последующие годы эти ГЭС были выведены из эксплуатации и заброшены. В настоящее время целесообразно восстановление и реконструкция выведенных из эксплуатации малых ГЭС России.

В России накоплен большой опыт использования гидроэнергетических ресурсов малых рек. Возросший интерес к малой гидроэнергетике в настоящее время связан тем, что в промышленно развитых районах европейской части страны в основном исчерпаны возможности крупного гидроэнергетического строительства. Кроме того, создание крупных ГЭС связано с преодолением негативной реакции природоохранных органов и общественности.

В России существует несколько предприятий, производящих высококачественное и соответствующее мировому уровню оборудование для малых ГЭС.

Геотермальная энергетика. Россия обладает не только значительными ресурсами геотермальной энергии, но и передовыми технологиями использования геотермальной энергии. В последние 15-20 лет в России выполнен комплекс фундаментальных исследований в области геотермальной энергетики и создано отечественное геотермальное машиностроение.

В настоящее время находится в эксплуатации геотермальная станция мощностью 50 МВт на Камчатке (Мутновская ГеоЭС), вводится в эксплуатацию Верхнемутновская электростанция мощностью 11 МВт. Геотермальные станции на Камчатке оснащены высокотехнологичным оборудованием, разработанным с учетом последних достижений российской науки и техники. Данные станции могут управляться удаленно с использованием спутниковой системы телекоммуникаций (центр управления станицей находится в Москве). Мутновская ГеоЭС (Камчатка) мощностью 50 (2х25) МВт(э) – лучшая геотермальная станция в мире по экологическим параметрам и уровню автоматизации.

Учитывая, что в ряде регионов России имеются значительные ресурсы низкотемпературной геотермальной энергии, разрабатываются проекты по использованию низкопотенциальной энергии тепла земли для целей обогрева жилых и производственных помещений.

Технологии, готовые к коммерческому применению в России.

В настоящее время можно выделить следующие области применения ВИЭ, в которых использование ВИЭ уже сейчас экономически целесообразно. Ниже приведены технологии в порядке их экономической эффективности и доступности.

1) малые и микро ГЭС – сооружение объектов малой и микрогидроэнергетики возможно практически во всех горных районах России, обладающих достаточными гидроэнергетическими ресурсами.

2) солнечный нагрев – отопление и горячее водоснабжение. В России выпускаются ряд наименований солнечных коллекторов, как дешевых, так и хорошего качества, обладающих приемлемыми техникоэксплуатационными характеристиками.

3) Геотермальные станции для теплоснабжения населенных пунктов на Дальнем Востоке и Северном Кавказе.

4) Установки по энергетическому использованию биомассы на объектах деревообрабатывающей промышленности путем пиролиза или газификации.

5) Малые ветроэлектрические установки.

6) Фотоэлектрические станции для электроснабжения маломощных объектов и отдельных домов на юге России и в Восточной Сибири.

Такие технологии готовы к коммерческому внедрению и требуют минимальной государственной поддержки. Другие технологии возобновляемой энергетики – крупные фотоэлектрические станции, ветропарки, геотермальные электростанции и геотермальные станции, использующие низкопотенциальное тепло (включая геотермальные тепловые насосы), технологии переработки биомассы с целью получения биогаза и биотоплива требуют поддержки на государственном уровне и создания механизмов экономического стимулирования.

В настоящее время в России имеются конкурентные технологии, оборудование и опыт его эксплуатации, производственные возможности, проектные и строительные организации, которые способны удовлетворить потребность в десятки раз превосходящую существующую.

Комплексная программа по энергосбережению в г. Иркутске.

Применение нетрадиционных видов энергии в ИрГТУ Комплексная программа по энергосбережению в г. Иркутске Конечной целью «Комплексной программы по энергосбережению в г.

Иркутске» является:

- снижение затрат на объекты бюджетной сферы, в условиях наблюдающейся тенденции непрерывного роста объема бюджетных затрат на содержание коммунального хозяйства города, реальных затрат населения, муниципальных предприятий и организаций социальной сферы на оплату услуг за энерго- и водообеспечение.

Программа включает в себя комплекс мероприятий, реализация которых позволит:

- снизить бюджетные затраты на оплату энергоносителей (топлива, тепловой энергии, электроэнергии, холодной и горячей воды);

- улучшить финансовое положение предприятий г. Иркутска за счет сокращения платежей за энергоресурсы;

- ускорить решение экологических проблем города;

- создать эффективную систему управления снабжением и потреблением энергоресурсов.

Характеристика системы тепло- и водоснабжения г. Иркутска Иркутск - административный, научный, промышленный и культурный центр Иркутской области, расположенный на берегах реки Ангары, в 60 км от оз. Байкал. Город включает четыре административных округа.

Рельеф города пересеченный, высота над уровнем моря изменяется от до 550 метров. Сейсмичность - 8 баллов.

Климат города резко-континентальный с большими суточными и годовыми колебаниями температур. Глубина промерзания грунтов 3 - 3, метра.

Средняя температура отопительного периода (-8,5°С), среднегодовая (-1,1°С). Расчетная для проектирования систем теплоснабжения температура наружного воздуха в настоящее время принята (-36°С). Продолжительность отопительного сезона составляет 240 суток или 5760 часов.

Степень благоустройства муниципального жилого фонда составляет:

1. Центральное отопление - 95,9%.

2. Горячее водоснабжение - 90,3%.

4. Электроосвещение - 100%.

5. Водопровод - 95%.

6. Водоотведение - 95,8%.

Теплоснабжение города осуществляется от Ново-Иркутской ТЭЦ и от котельных "Кировская" и "Свердловская" с основным преобладанием открытых зависимых систем теплоснабжения. 196 котельных на органическом топливе, около 40 электрокотельных и большого количества электронагревательных установок.

В городе эксплуатируется около 475 км водяных тепловых сетей (по трассе), 41 насосно-подкачивающая станция. На выработку электроэнергии и тепла в год расходуется свыше 1 млн. 800 тыс. тонн условного топлива, в т.ч. 87 - 88% - твердое топливо и более 12 - 13% - мазут.

Основные принципы политики энергоресурсосбережения на территории г. Иркутска Основными принципами Программы являются:

- Приоритет повышения эффективности использования топлива и энергии над увеличением объемов их производства.

- Сочетание интересов потребителей, поставщиков и производителей топлива, энергии и воды.

- Обеспечение выполнения экологических требований к производству, переработке, транспортировке и использованию топлива и энергии.

- Удовлетворение обоснованных потребностей населения в тепловой, электрической энергии и воде.

- Учет юридическими и физическими лицами производимых или расходуемых ими энергетических ресурсов.

- Открытость Программы по направлениям энергосбережения, отраслевым и территориальным подходам и составу участников с учетом их научно-технического потенциала.

- Осуществление мероприятий Программы в основном за счет бюджетных и собственных средств либо средств, получаемых на возвратной основе.

Цели и задачи программы Основным в политике энергосбережения в г. Иркутске считать: поэтапное снижение расхода всех видов энергоносителей и воды (экономически целесообразно не поднимать уровень вводимой в систему энергии, а более рационально вырабатывать, распределять и использовать эту энергию для снижения ее непосредственных потерь).

Цели Программы:

- обеспечение эффективного использования энергетических ресурсов в процессе их производства, транспортировки, хранения и потребления;

- обеспечение устранения технических причин и последствий неудовлетворительной эксплуатации инженерных систем.

- тщательный анализ, выбор целей и концентрация средств на эффективных мероприятиях по энергоресурсосбережению;

- использование энергоэффективных технологий, энергопотребляющего и диагностического оборудования, конструкционных и изоляционных материалов, приборов учета расхода энергетических ресурсов, систем автоматизированного управления энергопотреблением;

- определение достоверности, точности и единства измерений в части учета отпускаемых и потребляемых энергетических ресурсов (коммерческий учет);

- сочетание интересов потребителей, поставщиков и производителей энергетических ресурсов: реализация мероприятий по энергосбережению не должна ухудшать санитарно-гигиенических условий;

- снижение финансовой нагрузки на бюджет и население города, связанной с содержанием теплоэнергетического и жилищно-коммунального хозяйства города;

- привлечение предприятий, организаций всех форм собственности, учебных заведений, СМИ, населения к работе по энергоресурсосбережению в г. Иркутске.

Для достижения указанных целей необходимо обеспечить:

1. Выполнение работ по наладке и регулировке существующих систем теплоснабжения в комплексе: теплоисточник, тепловая сеть, тепловой пункт, система отопления, отопительный прибор с целью уменьшения необоснованно завышенных расходов сетевой воды, устранения перегревов объектов ЖКХ, соцкультбыта и промышленных предприятий.

2. Продолжение выполнения работ по внедрению приборного учета и систем регулирования потребления тепловой и электрической энергии, воды.

3. Реализацию комплекса мер, обеспечивающего надежное тепло- и водоснабжение ЖКХ и объектов социальной сферы практически без дополнительных материальных затрат, без расширения существующих теплоисточников и инженерных систем.

4. Создание экономического механизма, стимулирующего процесс энергоресурсосбережения.

Приоритетные направления работ Приборы учета. При выборе приборного обеспечения должны решаться такие вопросы, как:

- оптимизация номенклатуры технических средств (приборов учета, регулирования, средств метрологического обеспечения, средств оперативного сбора и обработки информации и диспетчеризации).

- оценка объемов потребности в технических средствах;

- при выборе конкретных приборов необходимо учитывать, что основную часть затрат на эксплуатацию приборов составляют расходы на периодическую поверку. Объем этих затрат определяется продолжительностью межповерочных интервалов, установленных для каждого прибора, и доступностью средств поверки;

- схемы организации учета должны разрабатываться для всех уровней потребления, при этом следует стремиться к сокращению (унификации) номенклатуры приборов учета;

Паспортизация объектов бюджетной сферы (энергетический паспорт). В настоящее время в г. Иркутске, утверждены лимиты пользования холодным и горячим водоснабжением, тепловой и электрической энергией по объектам бюджетной сферы, проводится анализ теплоэнергоснабжения.

Необходимо организовать способы введения лимитов на основе показателей, учитывающих теплотехнические характеристики строений и инженерное обеспечение последних, климатические условия местности и санитарно-гигиенические нормы.

В основу энергетического паспорта организации бюджетной сферы, жилых домов положены технические характеристики и эксплуатационные показатели проекта, данные технического паспорта БТИ, договора на предоставление коммунальных услуг. Введение энергетического паспорта организации создает единую базу расчетов объемов потребления энергетических ресурсов и может служить основанием для введения обоснованных нормативов (лимитов) потребления энергоресурсов в организациях не только бюджетного финансирования, но и для предприятий всех форм собственности.

По аналогии с паспортом организации (объекта) построен паспорт муниципального образования. Наличие паспорта муниципального образования для условий г. Иркутска поможет решить следующие задачи:

Создать единую базу данных для планирования расходов бюджетных организаций по коммунальным услугам.

Ввести обоснованные нормативы (лимиты) потребления топливноэнергетических ресурсов в организациях бюджетной сферы и объектах ЖКХ.

Определение основных работ по рациональному использованию энергоресурсов.

Параллельно провести паспортизацию теплоисточников, инженерных сетей города.

Теплоисточники. При проведении работ, связанных с энергосбережением, важное значение отводится повышению эффективности основных составляющих этой работы:

1. Устройство приборов учета тепла, счетчиков подпиточной воды, электросчетчиков (основной ввод плюс резервный).

2. Энергетические обследования теплоисточников с составлением топливно-энергетических балансов, энергетических паспортов.

3. Модернизация и реконструкция тепловых источников, замена котельно-печного оборудования, оснащение приборами контроля, регулирования состава отходящих газов, повышение КПД источников.

4. Установка дополнительных хвостовых поверхностей нагрева (калориферов, экономайзеров и др.) для снижения температуры отходящих газов.

Системы транспорта и распределения тепла (тепловые сети). Основная часть потерь тепла и воды имеет место при транспортировке и распределении. Для уменьшения этих потерь необходимо провести следующие мероприятия:

- замена изношенных участков инженерных сетей на современные трубопроводы, в том числе на тепловые сети с пенополиуретановой изоляцией (предизолированные трубы);

- реконструкция тепловых пунктов с применением эффективного теплотехнического оборудования и автоматизация;

- организация гибкой системы перераспределения тепловых нагрузок;

- очистка внутренних поверхностей трубопроводов от накипи и отложений;

- применение предизолированных труб для наружной прокладки сетевых трубопроводов.

Потребители тепла. Важным является проведение энергосберегающих мероприятий непосредственно у потребителя. Этот комплекс работ включает в себя:

- оснащение приборами учета жилищного фонда и организаций бюджетной сферы;

- установка регуляторов температуры горячего водоснабжения (ГВС);

- проведение работ по повышению теплозащиты окон и дверей зданий;

- проведение энергетических обследований организаций, составление энергетических паспортов;

- внедрение централизованных систем учета;

- реконструкция вентиляционных установок;

- внедрение систем регулирования потребления энергоресурсов.

На основе вышеизложенного разработан план мероприятий по энергоресурсосбережению с указанием: основных мероприятий; сроков исполнения работ; исполнителя; ожидаемой условной экономии или окупаемости.

Применение нетрадиционных видов энергии в ИрГТУ Предпосылки для развития альтернативной энергетики в Сибири С точки зрения энергетики Иркутская область является уникальным регионом в масштабе не только России, но и мира — на сравнительно небольшой территории сконцентрировались гигантские запасы различных видов энергоресурсов.

Энергетика стала базовой отраслью края, определившей направление развития региона. Громадные и дешевые энергоресурсы привели к развитию мощных энергопроизводящих, энергопередающих и энергопотребляющих производств.

Но при общем большом количестве энергоресурсов, во многих населенных пунктах области существуют проблемы с теплоснабжением, а в некоторых отдаленных районах отсутствует устойчивое электроснабжение.

С другой стороны, при возрастающих масштабах потребления энергоресурсов, ограничивающими факторами становятся не только и не столько запасы топлива, но и экологические проблемы, в частности загрязнение окружающей среды. С учетом этих условий представляется важным освоение нетрадиционных возобновляемых источников энергии Ряд зон Иркутской области характеризуется большим количеством солнечных дней, что делает их перспективными для развития солнечной энергетики. Это районы п. Попово, п. Еланцы, п. Бугульдейка, мыса Котельниковский, мыса Крестовского, остров Ольхон. Это также ряд зон на Иркутском, Братском и Усть-Илимском водохранилищах.

С другой стороны, это зоны недостаточного энергообеспечения. Установка автономных возобновляемых источников энергии в этих зонах наиболее перспективна. Кроме того, наибольшая инсоляция наблюдается именно в летний период, когда потребность в тепловой и солнечной энергии максимальная.

С точки зрения солнечной энергетики большое число солнечных дней (до 300 дней в году) является благоприятным фактором. Однако, этот фактор играет существенную роль в летнее время при продолжительности дня до 12-17 часов. В зимнее время при коротком световом дне и низких температурах наружного воздуха применение солнечных коллекторов и солнечных батарей мало эффективно.

Поэтому применение нетрадиционных возобновляемых источников энергии может дать наибольший эффект в тех случаях, когда максимум потребности приходится на летний период. Для Иркутской области – это в первую очередь связано с энергообеспечением рекреационных зон. Одновременно это зоны дефицита, либо отсутствия централизованных источников энергии. В этих зонах солнечная энергия становится вполне конкурентоспособной по сравнению с автономными дизельными электрогенераторами и котлами для обеспечения горячего водоснабжения. Существуют многолетние метеонаблюдения параметров для использования этих видов энергетики, а также опыт применения некоторых установок.

Солнечная энергетика. Годовое поступление солнечной энергии на территорию Сибирского региона составляет более 4800 МДж/кв.м. или 2200 часов солнечного сияния [1]. Некоторые современные виды альтернативной энергетики позволяют осуществлять улавливание и трансформацию солнечной энергии с мая по август с наименьшим дублированием традиционным теплом для целей горячего водоснабжения [2].

Ветроэнергетика. Существуют территории региона, в частности, побережье озера Байкал и некоторые степные участки, где скорость ветра составляет величину более 5 м/с [1]. Эти показатели приемлемы для развития ветроэнергетики. Разработаны отечественные установки для использования в подобных условиях.

Термальные источники земли. На территории Иркутского региона и Бурятии существует несколько выходов на поверхность водоисточников, имеющих температуру 20-60 градусов. Около большинства таких мест построены курортные комплексы. Существует возможность применения тепла подобных источников для отопления и горячего водоснабжения путем устройства теплообменников, тепловых насосов с последующим догревом в бойлерах.

Направление развития в регионе элементов возобновляемой энергетики Солнечная энергетика. На территории Иркутского региона существуют внедрения установок обычных плоских солнечных коллекторов. Эти установки имеют больше экспериментальное значение, чем получение тепла и энергии. Общая доля замещения нагрузки отопления и горячего водоснабжения таких установок составляет около 10%. Наибольшая эффективность работы получена при установке их на крыше здания при соответствующем угле, зависящем от сезона эксплуатации. Затраты на установку, эксплуатацию и обслуживание самих коллекторов и вспомогательного оборудования довольно велики по сравнению с количеством полученной энергии.

Проект («Возможности развития энергонезависимых жилищнокоммунальных комплексов на основе альтернативных и возобновляемых источников. Поспелова И.Ю.) предусмотрен для условий Иркутского региона с низкими температурами в течение 6 месяцев. Проектируемая установка позволит получать тепло и электроэнергию даже в условиях низких температур, поскольку спроектирована с учетом необходимых тепловых требований. Это найдет применение в малоэтажном строительстве, при возведении туристических комплексов, а также тепло и энергоснабжении удаленных от централизованных сетей районов.

На сегодняшний день разрабатываются схемы применения более совершенных установок, позволяющих обеспечить долю альтернативного энергоснабжения до 20 и более %. Это вакуумные установки, в которых доля теплопотерь снижена до минимума. В таких коллекторах за счет снижения конвекционного теплообмена появилась возможность получать тепло даже при отрицательных температурах. А в коллекторах, основанных на принципах «тепловой трубы» можно использовать любое рабочее тело, кипящее при температурах +3….5 градусов.

Разрабатываются схемы применения таких коллекторов для горячего водоснабжения, а при избытке тепла – для отопления здания, в которых при поступлении солнечной энергии основной поток поступает на горячее водоснабжение, а при его избытке энергия добавляется в отопительную систему.

На основе солнечной энергии также возможно применение фотоэлементов путем улавливания и преобразования p-n перехода в электрическую энергию. В настоящее время существуют схемы энергоснабжения на основе российских образцов монокремниевых пластин. На территории Иркутского региона существует возможность получения из местного сырья (месторождение в Иркутской области) фотоэлементов на основе мультикремния. Кроме того, климатические условия региона позволяют использовать так называемые двухсторонние (double-side) монокремниевые пластины, которые позволяют улавливать лучи как с основной, так и с тыльной стороны. Снежный покров, который не стаивает более полугода, путем отражения позволит получать дополнительную энергию с поверхности земли.

Ветроэнергетика. На территории области существуют зоны, где скорость ветра превышает величину 5 м/с. Это побережье озера Байкал и некоторые степные зоны. Зачастую именно в этих зонах происходит развитие туристических комплексов, расположение которых характеризуется удаленностью от центральных энергетических магистралей. На территориях с относительно плоским рельефом можно рассматривать возможности внедрения российских установок ветроэнергетики.

Геотермальное тепло. На территории области существует несколько геотермальных локализаций, в которых температура источников варьируется от 20 до 60°С. Эта вода используется пока только в лечебных целях.

Путем использования теплообменника и теплового насоса существует возможность локализовать подготовку теплоносителя для теплоснабжения.

На территории региона существуют условия для развития энергетики на основе альтернативных источников. В крупных населенных центрах, где существует централизованное энергоснабжение и стоимость 1 кВт.часа сравнительно мала, вопрос об успешном внедрении дорогостоящих установок остается спорным. А в отдаленных местностях, где необходимы затраты на устройство коммуникаций энерго- и теплоснабжения, такие установки могут найти эффективное применение.

Применение нетрадиционных видов энергии в ИрГТУ В ИрГТУ ведутся работы по внедрению нетрадиционных источников энергии. Планируется поставить установку солнечных коллекторов на стадионе ИрГТУ На данной установке будут регулироваться угол наклона коллекторов и их направление относительно солнца (Применение возобновляемых источников энергии в ИрГТУ. М.Ю. Толстой, В.В. Хан, Н.В.

Акинина).

5.3. Лабораторные работы не предусмотрены 5.4. Краткое описание практических занятий 5.4.1. Перечень практических занятий (наименования, темы) 1. Потери в системах отопления и водоснабжения в зданиях. Причины расточительного расходования энергоресурсов 2. Солнечная энергетика. Солнечные водонагревательные установки.

Солнечные электростанции. Фотоэлектрические преобразователи 3. Геотермальная энергия.

4. Вторичные возобновляемые источники энергии. Горючие твердые бытовые отходы (ТБО).

5. Определение мощности ветроустановки 6. Расчет объема биогазогенератора 7. Заключительное занятие. Обсуждение темы «Перспективы применения возобновляемых источников энергии в России, г. Иркутске и в 5.4.2. Методические указания по выполнению заданий на практических занятиях Во время практических занятий применяется групповая дискуссия.

По процедуре групповая дискуссия представляет собой коллективное обсуждение какой-либо проблемы, конечной целью которого является достижение определенного общего мнения по ней. Дискуссия - это один из эффективных способов активизации группы для решения многих задач, достижения иных аффектов и результатов.

Обычно дискуссия протекает за два часа занятий. Применяется этот метод в целях обучения, развития, установления взаимоотношений в группе.

Цель практических занятий:

сформировать у обучающегося следующие компетенции:

способность анализировать, синтезировать и критически резюмировать информацию (ПК-10); способность оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ПК-12).

Задания должны выполнять все студенты. До занятия каждый студент обязан подготовить материалы к конкретному заданию по литературным источникам. Студент должен участвовать в обсуждении темы. Ответить на некоторые вопросы и представить преподавателю отчет в письменном виде. В задании даются номера источников из списка литературы, выданного преподавателем на первом занятии.

На практических занятиях студент должен иметь:

справочную литературу (СНиП, справочники, таблицы), раздаточный материал, предоставленный преподавателем.

Для успешного выполнения работы студент должен иметь с собой ручку, карандаш, линейку, микрокалькулятор.

Необходимо ознакомиться с соответствующей литературой по теме занятия. До занятия необходимо выполнить подготовительную работу дома в соответствии с темой занятия.

Практическое занятие № Тема задания. Потери в системах отопления и водоснабжения в зданиях. Причины расточительного расходования энергоресурсов [2, 3, 13] Понять от чего происходят потери тепла и воды для дальнейшего решения этой проблемы Содержание работы Потери тепла зданиями (стены, окна, двери). Потери тепла трубопроводами наружными (тепловые сети). Потери тепла внутри зданий. Потери воды в наружных и внутренних системах. Потери электроэнергии. Основные положения концепции энергоресурсосбережения. Борьба с потерями воды, тепла, электроэнергии?

Порядок выполнения задания Найти материалы по вышеизложенному плану в прилагаемом перечне литературы.

Прочитать и разобраться по предложенному плану.

Ответить на поставленные вопросы.

Представить письменный отчет.

Контрольные вопросы 1. По каким направлениям происходят потери?

2. За счет чего происходят потери тепла зданиями?