В теплоте, да не в обиде

Усть-каменогорские ученые разработали уникальную энергосберегающую технологию, успели даже установить оборудование и доказать его эффективность. Парадокс, но насколько оно сегодня актуально и необходимо, настолько… не востребовано.

Речь идет об альтернативных источниках энергии, то есть о том, что нам предоставляет сама природа – энергия солнца, земли, воды, ветра, позволяющая ею пользоваться и при этом не нарушать природный баланс.

Во всем мире думают, как эффективнее использовать дары природы, тем более что, по оценкам мировых и отечественных экспертов, сегодняшних запасов нефти, природного газа и угля хватит не более, чем на несколько десятков лет. В данной ситуации альтернативой могут стать возобновляемые источники энергии. По сути, еще более очевидной должна показаться польза от их использования на фоне бесконечно растущих тарифов на теплоэнергию и жутких последствий воздействия этого вида жизнедеятельности человека на окружающую среду. А если учесть, что потребление энергии по всему миру растет с каждым годом, страшно даже представить, какие последствия загрязнения окружающей среды могут всех нас ждать как на местном, так и региональном, и даже глобальном уровнях.

Понимают это все, но если во всем мире подобные технологии развиты и давно успешно внедряются, то у нас нет. Например, все то же теплоснабжение. Как рассказывает Алтай Алимгазин, директор ТОО «КазЭкоТерм» (Астана): «Во всем мире сейчас работает около 90 миллионов подобных установок. В Казахстане, причем в основном это касается только Восточного региона, их не наберется и с десяток. А ведь при всей нашей непродвинутости львиная доля открытий и научных достижений в этой отрасли – заслуга наших ученых».

– Еще при Горбачеве, во времена Советского Союза, была принята госпрограмма, по которой к 2005 году планировалось перевести страну на сберегающие технологии. Заниматься этими вопросами было поручено именно усть-каменогорским ученым, в том числе и мне, – рассказывает Игорь Иванов, директор ТОО «Центр альтернативной энергетики», АО «Парк ядерных технологий», директор лаборатории «Энергосберегающие технологии» АО «Регионального научно-технологического парка «Алтай» (Усть-Каменогорск). – Кстати, в Восточном Казахстане этими вопросами начали заниматься еще в 80-х годах прошлого столетия, поэтому был опыт, наработки, продукция выставлялась на ВДНХ КазССР в Алма-Ате. А уже в начале 90-х, перед самым развалом Союза, в Усть-Каменогорске был построен завод, где планировалось выпускать до 10 тысяч тепловых насосов в год. Но тут начался распад… в общем всем известно то кизячное время…

Справка «Мегаполиса»

Сама идея теплового насоса вовсе не нова, она высказана полтора века назад британским физиком Уильямом Томсоном. Это придуманное им устройство он назвал «умножителем тепла».

К преимуществам тепловых насосов следует отнести: экономичность (для передачи в систему отопления 1 кВт/ч тепловой энергии установке необходимо затратить всего 0,2-0,35 кВт/ч электроэнергии), экологичность (вредных выбросов просто нет), безопасность, надежность (работой управляет автоматика), компактность, бесшумность, возможность переключения с режима отопления на режим кондиционирования.

Тепловой насос — это «холодильник наоборот». Парадоксальная на первый взгляд связь между «производством тепла» и холодильной машиной состоит в том, что принцип работы тепловых насосов и обычных холодильников одинаков и основан на двух хорошо знакомых всем физических явлениях.

Первое: когда вещество испаряется, оно поглощает тепло, а когда конденсируется, отдает его.

В обоих устройствах – холодильнике и тепловом насосе – основными элементами являются испаритель, компрессор, конденсатор и дроссель (регулятор потока), соединенные трубопроводом, в котором циркулирует хладагент — вещество, способное кипеть при низкой температуре и меняющее свое агрегатное состояние с газового в одной части цикла на жидкое — в другой. Просто в холодильнике главная партия отводится испарителю и отбору тепла, а в тепловом насосе — конденсатору и передаче тепла.

Земля и грунтовые воды сохраняют тепло даже зимой. Тепловые насосы могут использовать это тепло, повышая температуру отведенного тепла и передавая его в систему отопления.

В бытовых холодильниках по замкнутому контуру циркулирует хладагент. Он отбирает тепло из внутренней камеры холодильника и отводит его наружу через заднюю стенку. Тепловой насос работает по тому же принципу, но при этом используется не холод, а тепло.

Тепловой насос отбирает рассеянное тепло у внешнего теплоисточника (земля, грунтовые воды, воздух). Температура этого тепла повышается до уровня, необходимого системе отопления.

Теплонасос размером с утюг, расход электроэнергии – чуть больше киловатта, он отопит дом площадью 100 кв. метров, причем при условии, что на улице мороз –40, а всего надо пропустить через насос воду чуть более кубометра из одной скважины в другую. Цена – 4 тысячи долларов.

Соответственно, на большой дом – в 10 тысяч кв. метров – 116 тысяч долларов.

С развалом страны от завода тоже остались одни руины, но, к чести ученых, не заглохла научная деятельность. Появились совершенно отличные от уже существующих за рубежом новые компрессоры, теплообменники. Хотя, признают ученые, сегодня они отстают не только от своих заграничных коллег, но даже россиян. Ученые Новосибирска, Санкт-Петербурга, Москвы, взяв за основу достижения восточноказахстанских ученых, сегодня ушли далеко вперед.

Тепловые установки используют во всем мире. Например, в качестве низкопотенциального источника теплоты применяются различные возобновляемые источники – теплота грунта, грунтовых и сточных вод, даже технологических отходов. Так, в Стокгольме используется теплота Балтийского моря с температурой всего +8 градусов С. У нас же все это доходит до абсурда.

Одно из мощнейших предприятий республики АО «Казцинк» еще в 1999 году первым в Казахстане установило у себя такой тепловой насос. Машина вырабатывает 3 мегаватта тепла, расходуя при этом всего 1 мегаватт электроэнергии. Плюсы налицо: тепло, которого на предприятии в избытке, не только отапливает завод, но и не идет в атмосферу, не загрязняет воздух. На одном из совещаний, посвященном проблемам и нехватке тепла в Усть-Каменогорске, Казцинк предложил (причем делает он это с удивительной регулярностью на протяжении последних лет) установить еще 5 насосов и снабдить город теплом. Самое главное в том, что тепло для горожан станет в 8 раз дешевле! Плюс к этому решается, пусть и частично, столь остростоящий для Усть-Каменогорска и экологический вопрос. Думаете, схватились за предложения обеими руками? Стали планировать, в какой проблемный район пустить тепло? Начали подсчитывать прибыль? Нет, опять сказали, что подумают. Самое забавное, что Казцинк и денег-то не просил, только – сети, по которым тепло должно было дойти до города. На этом и споткнулись. Тепловые сети есть, но – в собственности американской компании. Выходит, ведомственные интересы оказались важнее.

Есть, правда, и более удачный пример – тепловой насос, установленный в январе текущего года, в школе-интернате. 250 детей, постоянно живущих здесь и ведущих свое хозяйство (прачечная, огород, столовая, душевые, туалеты), теперь не знают проблем ни с теплом, ни с горячей водой.

– На этом примере мы доказали целесообразность перехода на возобновляемые источники энергии, – говорит Игорь Иванов. – За счет перекачки грунтовой воды из одной скважины в другую появилась возможность обогреть трехэтажное здание площадью четыре тысячи квадратных метров. При этом экономия – в 5-6 раз! Недавно я был в Пекине, там крупный интернат для сирот только благодаря возобновляемым источникам энергии имеет красивый бассейн, подогретые спортивные площадки, теплицы, аквапарк, экономя при этом грандиозные средства. Кстати, в КНР в прошлом году приняли постановление о переходе всех госучреждений на отопление от возобновляемых источников энергии.

Мы, к слову, тоже планируем, что в 2008-2010 годах наши государственные учреждения будут работать так же, вот только тяжело идет воплощение планов. Причин, по мнению ученых, несколько. Одна из них – неинформированность населения. Ведь тепловые насосы могут использоваться практически в любой отрасли, а также в жилищно-коммунальном хозяйстве, причем вполне реально наладить насосы так, чтобы они еще и воду очищали. Вторая и более серьезная причина – отсутствие соответствующей нормативной законодательной базы.

– Именно законодательно не решен вопрос о возобновляемых источниках энергии, нет такого закона, – говорит Алтай Алимгазин. – На любом уровне, в любом министерстве и акимате нам говорят: да, мы понимаем, но дальше этого дело не движется.

– Еще в прошлом году мы участвовали в создании закона о возобновляемых источниках энергии, но парламент его отклонил, – рассказывает Игорь Иванов. – Сегодня мы опять к этому вернулись, и с министром окружающей среды Нурланом Искаковым вплотную этим занимаемся. Предлагаем поощрять руководителей предприятий, внедряющих энергосберегающие технологии. Смогли сэкономить средства, оставьте их себе на развитие предприятия.

Кстати, в западноевропейских странах тем предприятиям и частным лицам, которые используют подобные установки, государство платит определенные суммы. Во многих странах эти технологии закреплены на законодательном уровне. Так, в США каждое строящееся здание обязано быть обеспечено геотермальным тепловым насосом.

Усть-каменогорские же ученые выкручиваются как могут. Доходит до абсурда: устанавливают теплонасосы за свой счет, для чего оформляют на себя кредиты в банке. Затем, по срокам окупаемости, доказывают целесообразность перехода, договариваются об оплате, гася кредиты.

Впрочем, справедливости ради стоит отметить, что «процесс все-таки пошел», и государство не только поворачивается лицом, но и идет навстречу. Так, в настоящее время положительно решен вопрос о строительстве в Астане завода по выпуску теплонасосов, для чего проведены переговоры с ведущими предприятиями мира, определена стоимость и заключен контракт на его строительство. Планируется изготавливать до 5 тысяч в год. Пока же выделяется под завод земля, а в двух технопарках Восточного Казахстана (в Усть-Каменогорске и Курчатове) налаживается линия сборки малых машин коттеджного вида, обучаются люди.

Справка «Мегаполиса»

В республике разработана Концепция перехода к устойчивому развитию на 2007-2024 годы, в ней особое место отведено возобновляемым источникам энергии. По предварительным оценкам активный переход страны на возобновляемые источники начнется к 2010-1011 годам.