Затраты на отопление, кондиционирование и вентиляцию составляют практически половину всех эксплуатационных расходов зданий, а для производственных помещений и того больше. В условиях роста цен на газ и тарифов на электроэнергию сокращение потребления энергоресурсов является приоритетным вопросом государственной экономической политики не только для эффективного функционирования промышленности, АПК, сферы услуг и ЖКХ, но и выживания украинской экономики.
Когда заходит речь о снижении зависимости украинской экономики от поставок импортного газа, чаще всего мы слышим о диверсификации поставок энергоносителей и собственной добыче голубого топлива, о перспективах разработки сланцевого газа, строительстве LNG-терминалов, реверсных поставках или замене газа другими видами топлива и т.п.
Второй путь, позволяющий существенно сократить потребление газа – получение энергии из возобновляемых энергоисточников. Однако для Украины «зеленая» энергетика пока попросту не по карману. Так как 1 кВт такой энергии значительно дороже киловатта, полученного традиционными способами. Поэтому за рубежом внедрение альтернативных технологий получения энергии идет исключительно за счет государственных субсидий и дотаций.
В то же время, сегодня в Украине появились собственные технологии, позволяющие и существенно сократить потребление газа и электроэнергии, и снизить в несколько раз затраты на 1 кВт получаемого тепла. При этом речь идет об абсолютно экологически чистой технологии, где нет сжигания топлива и не используется фреон и его заменители.
В течение последних 7 лет ученые «Инженерного центра воздушных турботехнологий УПЭК» работали над созданием тепловых насосов на воздушном цикле, в основе которых лежит возможность получения тепловой энергии из окружающей воздушной среды посредством специальных термодинамических процессов. Созданный принципиально новый тепловой насос на воздушном цикле является альтернативой как традиционным (сжигание топлива, электронагрев), так и дорогостоящим «зеленым» технологиям, а киловатт получаемого тепла значительно дешевле, полученного традиционными способами.
ТНВЦ выгодно отличается тем, что предназначен для отопления с одновременной вентиляцией жилых и производственных, офисных, складских и др. помещений, а также при необходимости в реверсном (обратном) режиме кондиционирования.
В тепловом насосе на воздушном цикле отсутствует сжигание топлива и электронагревательные элементы, электрическая энергия используется только для работы турбокомпрессора. Теплообменник с КПД более 85% – это еще одно уникальное решение инженеров ИГ УПЭК, который может применяться самостоятельно в системах вентиляции и рекуперации.
На этой же технологии воздушного цикла в УПЭК разработана воздушная климат-система (ВКС), которая в зимнее время работает как тепловой насос, а в летнее – как кондиционер с эффективностью COP 1,2-1,6 также с возможностью стопроцентного притока свежего воздуха.
Вартан Петросянц, к.т.н., доцент, лауреат Государственной премии Украины в области науки и техники, директор и главный конструктор «Инженерного центра воздушных турботехнологий ИГ УПЭК»:
«Сейчас, основываясь на данных, полученных непосредственно при эксплуатации ТНВЦ, мы делаем инсталляционные расчеты ТНВЦ для ряда учреждений. К примеру, при установке теплонасоса в бассейне спортивного комплекса с объемом помещения 7500 м. куб., разница в эксплуатационных затратах между использованием ТНВЦ и ТЭНов за отопительный сезон составляет 185 тыс. грн., а если сравнивать с затратами на газовое отопление, то разница еще возрастает и составляет более 215 тыс. грн. При этом ТНВЦ в комплектации для бассейна объединяет одновременно 3 функции: вентиляцию, подогрев и осушение воздуха. А при нагреве ТЭНами осушение бассейна осуществляется с помощью дополнительного оборудования и имеет дополнительные энергозатраты».
Экономическая и экологическая выгоды в масштабе страны очевидны.
Применение ТНВЦ не требует дорогостоящих монтажных и строительных работ, в отличие от хорошо известных тепловых насосов, использующих низкопотенциальное тепло грунта, грунтовых или сточных вод. Срок окупаемости воздушного теплового насоса для большинства объектов не превышает 3-4 года, а после этого, благодаря трехкратной экономии, ТНВЦ фактически начинает зарабатывать деньги.
Отечественные разработки уже получили мировое признание на международных выставках, и ИГ УПЭК ведет переговоры с ведущими компаниями в различных сегментах применения технологии ТНВЦ.
Понимая важность этих технологий для страны и оценивая громадный экономический эффект, государству необходимо создавать условия для их внедрения и стимулировать переход на энергоэффективные экологически чистые системы. И если на создание инфраструктуры поставки сжиженного газа и бурение скважин сланцевого газа уйдут годы, причем не факт, что цена этого газа будет дешевле импортного, то внедрение теплового насоса не требует таких затрат времени и ресурсов.
Для их широкого применения необходимы будут эффективные стимулирующие меры, такие, как специальные лизинговые программы, компенсации процентных ставок потребителю и т.п. Все это в комплексе позволит государству снизить зависимость от поставок импортного газа и значительно сэкономить энергоресурсы. Самый поверхностный расчет позволяет говорить, что для замены потребления 1 млрд. куб. м природного газа, используемого для отопления, необходимы инвестиции менее $1 млрд на установку тепловых насосов на воздушном цикле, производящих эквивалентный объем тепловой энергии, срок окупаемости которых не более 3-4 лет.
Перевод отопления с природного газа на электроэнергию с одновременным снижением стоимости генерируемой единицы тепла является на ближайшие годы приоритетным направлением политики государства в области энергоэффективности и энергонезависимости.
Учитывая глобальное значение внедрения экологически чистых энергоэффективных технологий возобновляемой энергетики стимулировать их внедрение необходимо через механизмы частно-государственного партнерства, а также путем совместной работы государства с международными финансовыми институтами. Так, например, в рамках финансирования ЕБРР в Украине действует Программа финансирования альтернативной энергетики Украины (USELF) и Украинская программа повышения энергоэффективности (UKEEP). Эти инвестиции носят долгосрочный эффект и дают возможность сделать реальный шаг к повышению энергонезависимости страны.
Справка:
Тепловой насос — высокотехнологичное устройство для отопления, который позволяет аккумулировать тепло от низкопотенциальных источников тепла (грунт, вода, воздух) увеличивать тепловой потенциал этой энергии, и передавать ее для дальнейшего использования (напр., отопления).
Для теплового насоса на воздушном цикле источником отбора тепла является воздух. Для простоты понимания принцип работы теплового насоса на воздушном цикле можно описать как работу кондиционера в режиме подогрева. С той лишь разницей, что для переноса наружного тепла или холода в кондиционере используется испарение хладагентов (чаще всего – фреон), а в ТНВЦ рабочим телом является тот же окружающий воздух, который выступает и в качестве хладагента. При этом ТНВЦ обеспечивает до 100 % приток свежего воздуха в помещение, без снижения показателей энергоэффективности.