Основные направления энергосбережения
Использование эффективных светильников.
Замена ламп накаливания на люминесценции способна уменьшить потребление энергии на освещение в 5 раз. Использование светодиодов уменьшило бы энергопотребление еще вдвое.
Утепление зданий.
Основные теплопотери зданий (не только школ) происходят через ограждающие конструкции: окна, крышу, пол, стены. По оценкам специалистов, до 50% потерь тепла может происходить через плохо утепленные или не утепленные вовсе окна. При этом важно отметить, что 2/3 тепла уходит наружу через поверхность стекла в виде инфракрасного излучения, а 1/3 тепла – посредством инфильтрации тепла через щели. Отсюда следует, что для полноценного утепления окна недостаточно загерметизировать щели. Это снизит теплопотери лишь на треть.Качественно выполненная полноценная теплоизоляция окон может повысить температуру в помещении на 4 – 5°С и более, что позволяет обеспечить комфортную температуру в помещении и снизить заболеваемость учеников, тем самым обеспечив и социальный эффект – возможность нормального обучения в зимние холодные периоды (в северных регионах это период с ноября по апрель и по нормам СЭС нахождение детей в помещениях с температурой менее 12°С недопустимо). Кроме того, это существенно снизит затраты на энергопотребление (экономический эффект).
Использование энергии Солнца в индивидуальном хозяйстве.
Солнце даёт поток энергии, в зависимости от широты и преобладающей облачности, в среднем от 0,01 до 0,5 кВт на квадратный метр поверхности. Так, для Москвы это даст величину порядка 30 ГВт, что могло бы, при должном энергосбережении, полностью покрыть потребности города как в электрической, так и в тепловой энергии.
В настоящее время индивидуальная солнечная энергетике получила особенно активное развитие в странах ЕС. «Умные» здания (так называемые «солнечные» дома) используют энергию Солнца для отопления, выработки электроэнергии.
В самом простом и наиболее распространенном варианте большая часть энергетических потребностей такого дома обеспечивается солнечным светом и теплом, за счет чего затраты других энергоносителей снижаются на 40-60% (в зависимости от конструкции здания и его местоположения). А "солнечный" дом, оснащенный эффективной тепловой установкой, может полностью удовлетворить запросы его обитателей в тепле и свете даже без использования других источников энергии. И при этом - никаких отключений и перебоев в подаче электроэнергии, никаких проводов извне, никаких счетчиков, никаких запасов дров, угля или мазута.
Главное в концепции «солнечного» жилого дома — максимальное, исходя из особенностей местности и климата, использование солнечного излучения, превращение его в тепло и сохранение тепловой энергии в доме с наименьшими потерями. Реализация такого подхода дает значительную экономию средств и улучшает экологическую обстановку (за счет минимального применения всех других источников энергии): в атмосферу выбрасывается меньше продуктов горения, дороги освобождаются от тяжелого транспорта, перевозящего миллионы тонн топлива, леса сохраняются от вырубки на дрова и т. д.
Существуют пассивная и активная системы энергосбережения «солнечного» дома. Первая из них предусматривает использование некоторых архитектурно-строительных приемов на стадии проектирования: ориентация дома по оси юг-север; отсутствие затенения южной стены; наличие северной пологой стены с минимальным количеством окон, наличие остекленной южной стены (окна с двойными или тройными рамами и воздушной прослойкой толщиной 10 мм между стеклами, способствующей термоизоляции, с этой же целью между стеклами можно установить жалюзи, которые будут закрываться вручную или управляться термостатом по разности внутренней и наружной температур); усиленная термоизоляция наружных стен; обустройство тепловых тамбуров на входе; наличие за остекленной южной стеной массивной стены, служащей аккумулятором дневного тепла (стена Тромба); организация в подвальном помещении воздушного теплообменника (в виде ящика с гравием или емкости с водой), аккумулирующего до 80% тепла из выходящего наружу "отработанного" воздуха; использование теплиц и помещений с верхним дневным светом (атриумов), играющих роль тепловых аккумуляторов.
Перечисленные технические приемы лишь незначительно (на 5-10%) увеличивают стоимость строительства, но при этом более чем вдвое снижают затраты на отопление жилья.
Активная система энергосбережения «солнечного» дома - это тепловые солнечные коллекторы, панели фотоэлектрических элементов (солнечные батареи), регулировочная автоматика, компьютер, управляющий тепловым и световым режимами, и другая высокоэффективная техника для максимального усвоения солнечной энергии.
Реализованных проектов "солнечных" домов, частично или полностью обеспечивающих себя солнечной энергией, в мире довольно много. Их строят не только в теплых краях (Египет, Израиль, Турция, Япония, Индия, США) и в странах с умеренным климатом (Франция, Англия, Германия), но и во многих северных регионах (Швеция, Финляндия, Канада, Аляска). Ежегодно в западных странах вводятся сотни тысяч квадратных метров жилья в энергосберегающих «солнечных» домах. Специализированные предприятия выпускают для них оборудование и материалы, а строительством занимаются крупные фирмы, такие, например, как Concept Construction (Канада) или Enercon Building Corporation (США).
Во многих передовых странах развитие «солнечного» домостроения стало одним из направлений государственной политики. Вопросами энергосберегающего строительства занимаются ЮНЕСКО, Европейская комиссия ООН, Департамент энергии США. Создана и успешно действует всемирная организация по развитию и распространению энергетических технологий ОРЕТ. Международное общество по солнечной энергии ISES, образованное еще в 1954 году, издает журнал «Solar Energy» по вопросам усвоения и рационального использования солнечной радиации.
Особенно широко внедряются «солнечные» дома в Германии. Уже в 2005 году началось массовое строительство домов с тепловыми коллекторами и фотоэлектрическими панелями на крышах и фасадах зданий.
Повышение уровня благосостояния человека на Земле требует постоянного увеличения потребляемой энергии. В то же время, резкое увеличение производства энергии за последнее время стремительно ухудшает экологическую обстановку на Земле, — тем самым снижая уровень благосостояния. На лицо явное противоречие этих двух тенденций друг другу.
Разрешение этого противоречия является одной из важнейших задач человечества в ближайшие десятилетия. В настоящее время уже можно выразить осторожный оптимизм в отношении того, что человечество сможет решить экологические проблемы энергетики.
Ведущие страны мира в целом понимают, что на них лежит основная ответственность за снижение экологической нагрузки на биосферу Земли. Заключение Киотского протокола явилось важным шагом к осознанию всеми странами глобальной ответственности за состояние природной среды.
Серьезность стоящих перед человечеством задач полностью осознается и руководством Российской Федерации. Россия, являясь одной из важнейших энергетических держав планеты, занимает ответственную и конструктивную позицию перед лицом экологических вызовов.
Совершенствование тепловой электрогенерации (повышение КПД и уменьшение выбросов), развитие атомной энергетики, разработка и всемерное стимулирование использования возобновляемых источников энергии, повышение уровня энергосбережения и рационального использования энергии в производстве и быту — вот основные пути решения задачи сохранения экологической системы планеты при недопущении уменьшения качества жизни.
Литература
1. «Экология энергетики. Энергетика, экономика и экология». Труды Второй Международной конференции «Альтернативные источники энергии для больших городов»
2. Wikipedia.org — международная энциклопедия.
3. Wackernagel, Mathis and William Rees, 1997, «Perpetual and structural barriers to investing in natural capital: economics from an ecological footprint perspective.» Ecological Economics, Vol.20 No.3
4. И.И. Подгорный. Энергосбережение в бюджетной сфере: опыт и предложения по распространению энергосберегающих технологий. М., 2007.
5. Б. Лучков, д. ф.-м. н. Солнечный дом. Статья с сайта «Энергия Будущего»
6. Журнал «Интеграл», №1, 2008, главный редактор В.А. Парфенов
7. «Экономическая газета» № 3, 2008.