И вновь мы затронем больную для Улан-Удэ тему чистого воздуха. Вернее, об этом скажем только вначале. Много лет власти бьются над этой проблемой, но каждую зиму горожане продолжают жаловаться на задымлённый едкий воздух.
О том, что решить вопрос можно, снабдив Бурятию газом, мы писали не раз. Но есть и другие способы, которыми (оказывается!) уже пользуются жители республики. Речь идёт об альтернативных источниках энергии - солнце, ветре, воде и даже земле.
Насколько выгодно использовать такую энергию в наших условиях и реально ли обеспечить ею всю республику?
Какие бывают источники
Возобновляемую энергию получают из природных источников. Сюда относятся солнечная энергия, энергия ветра, гидроэнергия, энергия земли и энергия приливов и отливов. Все эти процессы получения энергии (кроме последней) для бытовых нужд можно встретить в Бурятии.
Солнечная энергия. Здесь при помощи специальных фотоэлектрических модулей свет солнца преобразуется в электроэнергию при помощи полупроводников (например, кремния). Солнечные коллекторы вырабатывают тепло для отопления и получения горячей воды.
Энергия ветра. Ветрогенераторы вырабатывают электроэнергию за счет ветра. Сперва они превращают кинетическую энергию ветра в механическую энергию вращающегося ротора, а затем в электрическую энергию.
Энергия земли. Тут используется тепло земли для производства электричества. Температура недр позволяет нагревать верхние слои земли и подземные водоемы. Получают энергию грунта через глубокие скважины, остужая при этом землю и забирая её тепло при помощи специальных приборов.
Гидроэнергия. Сосредоточена на движении воды. Вся механическая энергия, создаваемая гидротурбинами, преобразуется в электроэнергию.
Энергия ветра
Фермер Геннадий Щербаков из Тарбагатайского района разводит овец и в своём хозяйстве старается использовать новые и современные технологии. Сегодня он пользуется электричеством, подключившись от соседа, которому платит деньги, но планирует постепенно уйти на автономию.
Для этого мужчина уже купил инвертор, генератор и оборудование для преобразования энергии ветра в электрическую. С началом тепла он планирует установить оборудование. Будут у него в работе и солнечные батареи.
- Солнечные панели за счёт фотоэффекта вырабатывают электроэнергию. Будет сочетание и с энергией ветра, который может и ночью дуть. В любом случае у меня будет работать 48-вольтовый генератор и будет выдавать 220 вольт. Я под них покупаю четыре «камазовских» аккумулятора на 190 ампер. 40 киловатт в час - такую установленную мощность я могу в итоге получить. Это с учётом того, что при ветре они параллельно будут постоянно заряжаться. Плюс они будут заряжаться от солнечной энергии, - рассказывает Геннадий Щербаков.
За электроэнергию фермер платит около пяти тысяч рублей в месяц в холодное время года и чуть меньше половины этой суммы - в тёплое.
Также Геннадий строит теплицу, на крыше которой и поставит панели и роторные барабаны.
- Теплица будет использовать круглогодичное освещение, обогрев, и я хочу, чтобы электроэнергия вообще не ложилась на себестоимость будущей продукции. Ветер у меня там дует почти всё время. Я буду использовать не винтовые пропеллеры, а роторные бочки. Вертикально стоящая бочка будет вращаться. Они низкооборотные, плюс у них нет никакого вредного низкочастотного излучения, - объяснил фермер.
Энергия земли
Пионером в использовании энергии земли в Бурятии стал специалист по теплоэнергетике, эксперт Общественной палаты РБ Владимир Афанасьев.
Будучи одним из первых жителей ещё строящегося посёлка Светлый, он провёл сюда теплотрассу, пользовался, как и все, центральным отоплением. Вскоре же его большой частный дом стал первым зданием в Бурятии, оборудованным технологиями по использованию энергии земли.
В 2007 году Владимир Николаевич, теплотехник по образованию, решил испытать такую систему на собственном доме. В 2010 году у него это успешно получилось, и через пару лет Афанасьев отказался от услуг ТЭЦ, сделав у себя полностью автономное отопление.
Сегодня в гараже у Владимира Афанасьева находится вся необходимая работающая аппаратура, на стенах целая паутина из труб разного диаметра, по которым идут тепло и вода.
- Это на первый взгляд здесь всё сложно, а на самом деле, если разобраться, всё просто, - с улыбкой объясняет он. - Тепло для отопления дома берётся из земли. Для этого пробурены три скважины глубиной сто метров. Одна скважина обслуживает около трёх тысяч кубометров грунта, следовательно, всего девять. Если из скважин идёт температура 1,2 градуса, то на входе показывает 0 градусов. Мы снимаем тепло и посредством технологий тепловых насосов и холодильников охлаждаем землю, и изъятое тепло земли при помощи компрессора идёт в дом. Тепло накапливается в теплоаккумуляторе и из него по трубам распределяется по дому. Стоит своя автоматика, которая отслеживает режим работы самой системы отопления. В данный момент заданная температура 41 градус, дома при этом 23 - 24 градуса. Площадь дома - 250 квадратов.
Владимир Николаевич подчёркивает, что при этом в первую очередь дом должен быть хорошо утеплён.
Если брать стандартный частный дом, то за отопительный сезон здесь уйдёт 300 - 350 кВт/ч энергии с одного квадратного метра, в доме у Афанасьева с использованием возобновляемых источников - 200 кВт/ч на один квадратный метр.
- Если бы я топился на электрокотле, то на отопительный сезон мне понадобилось бы около 90 тысяч кВт/ч тепла. По три рубля за киловатт - 270 тысяч рублей в год. А так как я большую часть беру из земли и от солнца, поэтому трачу 90 тысяч рублей в год. Если у государства ещё и получится по программе «Чистый воздух» сделать снижение затрат для населения, которое отапливается электричеством, то я буду тратить ещё в два-три раза меньше, - объяснил Владимир Николаевич.
Неодобренная идея
В 2012 году под руководством Афанасьева такой же системой оборудовали детский сад в Эрхирике, через два года - здание прокуратуры на улице Борсоева. Специалист в области теплотехники не хотел на этом останавливаться и предлагал развивать эти уникальные технологии и дальше, но власти на это «зелёный свет» не дали.
- У меня родилась идея, чтобы наша компания устанавливала такое оборудование на объектах бюджетной сферы, без затрат бюджета, за свои деньги. В итоге заказчик получал бы тепло, расчёт был бы по теплосчётчику. Только наше тепло обойдётся дешевле, чем электричество! Для бюджета будет экономия, и тепло нормальное будет, - говорит Владимир Николаевич. - Мы начали изготавливать свои тепловые насосы. Но почему-то отношение к этому у вышестоящих оказалось отрицательное. Мы сделали канализационную насосную станцию, где берём тепло со сточных вод, обеспечиваем теплоснабжение этой станции в четыре-пять раз эффективнее. Но «Водоканал» разорвал с нами договор. Дело стоит, а почему - не знаем.
Энергия солнца
Владимир Афанасьев использует для своего дома и энергию солнца при помощи солнечного коллектора - устройства для сбора тепловой энергии солнца. Для использования солнечной энергии в быту и промышленности могут применяться и солнечные панели (которые мы чаще называем батареями). И те и другие вырабатывают электроэнергию. Так в чём же их отличие?
- Эффективность панелей по сравнению с коллекторами примерно в шесть раз ниже. Если солнечные панели в условиях Бурятии дают с одного квадратного метра 150 кВт/ч тепла за год, то мои коллекторы - 1 000 кВт/ч тепла. Там электроэнергия, тут - тепло. Но если мы говорим об электроэнергии, то просто из одного киловатта электроэнергии имеем один киловатт тепла, - объяснил эксперт.
Большие площади солнечных панелей, преобразующих энергию солнца в электричество для сетей, можно увидеть в Тарбагатае, Кяхте и Бичуре. Запустили эти системы в 2017 году. Однако, по словам Владимира Афанасьева, толку с них мало.
- Бичурская станция выработала за год 12 миллионов киловатт-часов. Стоимость электроэнергии, которую она отдаёт в сеть, - один рубль. Получается, она заработала за год 12 миллионов рублей. Из этой суммы нужно вычесть аренду земли, налоги, зарплаты обслуживающего персонала. А стоила она около одного миллиарда. И даже если просто восполнять затраты по 12 миллионов рублей в год, то понадобится 80 лет для того, чтобы она окупилась, - считает специалист.
Как можно спасти Левый берег?
В 2016 и 2019 годах на совещаниях по проблеме чистого воздуха в Улан-Удэ Владимир Афанасьев выступал с идеей о том, как можно решить вопрос с загрязнением экологии вредными выбросами.
- Тогда взяли среднюю площадь дома 60 квадратов. Я сделал расчёты - сколько уходит денег, сколько киловатт-часов, какая сумма уходит на дрова и уголь, во сколько обойдётся электроэнергия. В итоге подсчитали, что оборудование для использования энергии земли для такого дома обойдётся примерно в 360 тысяч рублей. Подчеркну, что мы говорим о чистоте воздуха. Я предложил такой вариант: выдать людям кредит - никто не спорит, что за всё надо платить. Но ведь проценты же по кредиту сможет взять на себя государство? - рассуждает Афанасьев. - Государство же тоже получает взамен. Мы знаем, сколько на Левом берегу самоволок и самостроев. Для того чтобы получить кредит, все самоволки должны будут узаконить землю, и пойдут налоги в бюджет. Под сделкой могли бы подписаться клиент, банк, монтажная организация и представитель администрации. Клиент оформляет кредит, а деньги получает монтажник. Он делает работу, подписывает акт, составляет смету, идёт в банк, показывает документы и получает деньги. Заказчик гасит кредит, а администрация гасит проценты. Вот схема работы, которую я озвучил в 2016 году, повторил в 2019-м. Но...
Энергия воды
Другой же возобновляемый источник энергии - ветер - использовать в Бурятии возможно, но не повсеместно, считает Владимир Афанасьев.
- Давно известно, что для того, чтобы снять какую-то энергию с ветра, его минимальная скорость должна быть 6 м/с и выше. Если она будет меньше, то никакой эффективности не будет. Среднегодовая скорость ветра в Бурятии - 3 м/с, - объясняет специалист. - Есть где-то места в окрестностях Байкала, где есть нужная скорость, но можно ли там это применять с экологической точки зрения - вопрос. Нюансов много, и нужно делать анализ.
Что касается воды, то её энергию в совокупности с той системой, которую используют для получения тепла от земли, можно эффективно использовать на Левом берегу.
- Левый берег весь стоит на воде. Полтора-два метра - и вода. И там вода, которая всегда имеет температуру +5, а значит, там будет самая эффективная работа оборудования, которое может использовать энергию земли и воды, - уверен Владимир Афанасьев.
Экономика во главе всего
Можно сделать вывод, что использование альтернативных источников энергии - это один из способов сохранить экологию, сэкономить бюджет региона и наконец-то избавиться от проблемы грязного воздуха. Но готово ли государство внедрять такие методы?
- У нас же в сибирских условиях большую часть года требуется отопление. И если мы будем применять возобновляемые источники энергии, то тогда у нас и окупаемость будет, и затраты снизятся, и экология будет сохранена. Минусов здесь нет абсолютно. У нас будет чистый воздух, а если ещё и государство пойдёт на компенсацию затрат, то всё это будет ещё дешевле, чем топиться дровами и углём. Тепло будет идти от самого электричества, от земли, от солнца, от воздуха, а платить нужно будет только за электроэнергию. Но, как показывает практика, Европа с такими методами замерзает - солнца нет, ветра нет, газ дорогой. Эффективность от этого маленькая, и без угля сегодня никуда. Немцы, например, ещё в 2015 году прекратили программу помощи в установке солнечных панелей, потому что увидели, что это не сходится с экономикой и всё идёт к разрушению. В конечном итоге, всем управляет экономика, и без грамотного сочетания с нею - никак.
