3.2.3. Концепция альтернативной энергетики в градостроительстве

Значительная часть потребляемой энергии (около 20%) приходится на жилищно-коммунальное хозяйство городов и посёлков. Здесь же про­исходят существенные регулярные потери энергии (около 15% суммар­ных потерь).

лищный комплекс XXI в. не должен наносить вреда окружающей среде при полном обеспечении комфортного проживания в нём. Особую зна­чимость это приобретает для рекреационной (курортной) зоны, в част­ности, в Краснодарском крае. Если ещё учесть удалённость этой зоны от основных производителей энергии, постоянный дефицит энергии, регу­лярные сбои в подаче энергии, возникающие зимой из-за нарушений

- линий электропередачи (вследствие снегопадов в горах и обледенений),

< то становится понятной назревшая проблема создания автономного

энергоснабжения городов и посёлков, в первую очередь курортной зоны

Черноморского побережья Краснодарского края.

Одним из решений проблемы автономного энергоснабжения может

стать создание энергоэффективного жилищного комплекса, в котором либо часть домов, либо каждый из домов обеспечен автономным теп­лоэлектроснабжением [95, 96].

Создание такого жилищного комплекса необходимо осуществлять в рамках концепции экономически, экологически и энергетически целесо­образного домостроения (сокращённо «Экодом»): на базе современных энергосберегающих технологий в строительстве, с применением альтер­нативных энерготехнологий. Концепция строится на нескольких основ­ных принципах:

- энергосбережение;

ф' — безотходность коммуникаций;

- автономность энергоснабжения;

- оптимальное соотношение функционально-стоимостных характе­ристик;

- экологичность конструкций, оборудования и материалов;

- быстрая окупаемость, ценовая и комфортная привлекательность

жилья;

-- национально-колоритный дизайн архитектуры, целесообразный одновременно технически и функционально.

Реализации всех названных принципов можно достичь путем ис­пользования новых для мировой практики нетрадиционных энерготех­нологий: термовоздушных аэродинамичеких электростанций ТВЭС, ВВЭУ (см. гл. 2), а также ряда других устройств и оборудования: тепло­насосных и био газовых установок, солнечных коллекторов, фотоэлек­трических батарей, тепловых аккумуляторов, пассивных и активных систем солнечного теплоснабжения (ряд названных устройств хорошо исследован [97]). Трудности в создании такого жилья до сих пор были связаны в основном с выбором надёжной и адекватной архитектуре зда­ния электростанции. •

На Западе подавляющее большинство зданий с автономным элек­троснабжением оборудовано фотоэлектрическими солнечными бата­

* реями. Такой же опыт строительства посёлка из пяти домов с фотоэлек­

трическими батареями на крышах имеется и в Краснодарском крае (см. гл. 2, где уже говорилось о существенной нерентабельности «фото­электрических крыш»). Установка традиционных ветроустановок на крышах домов по ряду причин не приемлема: 1) неприятное (шум) и вредное (биологически активное) акустическое воздействие; 2) искажение архитектурных форм здания; 3) кратковременность, нере­гулярность и ненадёжность электроснабжения.

Установка на крыше здания вихревой ветроэнергетической уста­новки (ВВЭУ) позволяет решить проблему электроснабжения наилуч­шим образом. Конструкция коттеджа с использованием ВВЭУ описана, например, в [98]. Однако в этом проекте, на наш взгляд, не совсем ра­ционально используется одновременно почти всё известное в практике автономного энергоснабжения оборудование: это приемлемо для экспе-

риментальных образцов, но в реальной эксплуатации не рентабельно. На крышу коттеджа, в зависимости от его размера, целесообразно устанав­ливать одну ВВЭУ мощностью порядка 10 кВт для полного обеспечения электроэнергией всех бытовых нужд и питания ТНУ, которая обеспечит обогрев зимой и кондиционирование летом. Такой комплекс окупится за 5-6 лет, а за срок эксплуатации (30 лет), окупит всю стоимость дома.

Другой вариант реализации концепции энергоэффективного домо­строения - это сооружение вихревых ветроэнергетических установок на крышах многоэтажных зданий с использованием не только ветровых потоков (скорость которых с высотой возрастает), но и тепловых восхо­дящих потоков из вентиляционных шахт зданий. По такой схеме воз­можно использование ВВЭУ мощностью до нескольких мегаватт, что обеспечит электроэнергией всех потребителей здания и создаст возмож­ность использования её на другие нужды: на центральную ТНУ, на ус­тановку водоочистки, на утилизационную систему и т.д. Такие автоном­ные электростанции будут давать электроэнергию по цене около 2 цент/кВт*ч, что ниже сегодняшних тарифов. Наиболее перспективно создание таких комплексов на побережье Чёрного и Азовского морей, где средняя скорость ветра - 4—6 м/с. Энергоэффективные дома не толь­ко окупятся в течение 5-6 лет, но и будут давать более 25 лет городско­му хозяйству чистую прибыль, при этом не создавая загрязнения среды выбросами котельных.

Для реализации концепции «Экодом» необходимо строительство в Краснодарском крае названных вариантов экспериментальных жилищ­но-энергетических комплексов, после завершения испытаний которых можно было бы приступать к индустриальному строительству. Разрабо­тан проект опытного образца коттеджа с автономным энергообеспече-

ниєм для района г. Сочи (проект «Энергодом», см. гл. 5), который вклю­чён в краевую программу развития нетрадиционной энергетики.

В районах, где рентабельно использовать геотермальную энергию (например, в Мостовском и Лабинском районах Краснодарского края), а также там, где уже построены геотермальные электростанции, тепло­снабжение целесообразно осуществлять от геотермального источника, однако при этом следует расчётным путём определить возможность бо­й? лее выгодного (или дополнительного) использования теплонасосной ус­

тановки (например, при низких температурах отработанной в основном

контуре геотермальной воды).

Финансирование программы «Экодом» может быть осуществлено путём привлечения крупных отечественных и зарубежных инвесторов при создании курортно-оздоровительных комплексов (например, в

г.

ь

тивных принципов при строительстве пансионатов, санаториев, гости­ниц и других объектов курортно-туристского комплекса не только по­высит их привлекательность, обеспечив дополнительные поступления в доход края, но и позволит в дальнейшем экспортировать эти технологии в зарубежные страны.

На основании проведённого анализа можно сформулировать следующие выводы.

g, 1. Долгосрочная стратегия устойчивого развития энергетики не мо­

жет больше базироваться только на использовании исчезающего потен­циала традиционных видов топливных ресурсов.

2. Прогресс в развитии экономики страны в целом и регионов в ча­стности невозможен без изменения приоритетов в энергетической стра­тегии в сторону развития альтернативной энергетики, постепенно заме­щающей к середине XXI в. превалирующую часть традиционной энер-

гетики, для чего необходимо немедленно изменить концепции, подходы, программы развития нетрадиционной (и малой) энергетики, разработать и приступить к реализации поэтапного создания новой отрасли альтер­нативной энергетики.

3. Развитие нетрадиционной энергетики в стране позволит решить несколько важнейших проблем: 1) энергоресурсосбережение: замеще­ние сотен миллионов тонн топлива; 2) в первую очередь энергообеспе­чение труднодоступных территорий, находящихся вне энергосистем, с населением более 20 млн чел.; 3) стабилизацию тарифов на энергию; 4) создание сотен тысяч новых рабочих мест; 5) расширение производ­ственного и научно-технического потенциала; 6) существенное улучше­ние экологической обстановки; 7) увеличение экспортного потенциала в сфере наукоёмких технологий и оборудования; 8) значительное сниже­ние зависимости бюджета страны от экспорта топливных ресурсов; 9) увеличение экспорта электроэнергии; 10) получение реального годо­вого дохода, сопоставимого с бюджетом страны.

4. Ситуация с потерями энергии в стране должна быть приравнена к чрезвычайной, а немедленные меры по обеспечению энергосбережения должны стать приоритетными, поскольку урон, наносимый бюджету страны в этой сфере, соизмерим с самим бюджетом, в то время как все методы и средства для предотвращения потерь хорошо известны.

5. Темпы развития альтернативной энергетики должны, во-первых, опережать темпы исчерпания нефти и газа, во-вторых, обеспечивать стабилизацию уровня углекислого газа в атмосфере и, в-третьих, опере­жать темпы роста тарифов на электроэнергию. Следовательно, альтер­нативная энергетика должна развиваться таким образом, чтобы к 2050 г. её доля в энергетическом производстве составила не менее 80%, а для

этого уже к 2020 г. доля НВИЭ в общем энергобалансе страны (регио­нов) должна быть не менее 30^10%.

6. Только экономический потенциал геотермальной энергии спосо­бен в долгосрочной перспективе заместить весь потенциал традицион­ных источников энергии. Весь экономический потенциал других нетра­диционных возобновляемых источников энергии способен обеспечить замещение только около 30% энергобаланса страны и может быть рас­смотрен в качестве вспомогательного.

7. Необходимо реализовать в градостроительстве, в ЖКХ принципы концепции энергоэффективного домостроения с использованием но­вейших энерготехнологий, в том числе термомовоздушных, вихревых ЭС, в первую очередь в рекреационных и энергодефицитных регионах страны.