Энергоэффективность и энергосбережение при капитальном ремонте зданий

Рубрика:Экономикаиуправление
Автор: В.М. Цыганков

В.М. Цыганков, заместитель председателя экспертного совета при комитете по жилищной политике и ЖКХ Государственной Думы РФ, руководитель секции энергоэффективности экспертного совета, г. Москва

Развитие энерго- и ресурсосбережения – это механизм реформирования и модернизации жилищно-коммунального хозяйства страны, повышения качества и доступности жилищно-коммунальных услуг.

В этом направлении отношения регулируются Федеральным законом от 23 ноября 2009 года №261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Цель закона – создание правовых, экономических и организационных основ стимулирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

Что означает «энергетическая эффективность здания»?

Чтобы продолжать разговор, необходимо определиться с терминологией. 261-ФЗ определяетэнергосбережениекак:«Реализация организационных, правовых, технических, технологических, экономических и иных мер, направленных на уменьшение объема используемых энергетических ресурсов при сохранении соответствующего полезного эффекта от их использования (в том числе объема произведенной продукции, выполненных работ, оказанных услуг)», аэнергоэффективностьопределяется как:«Характеристики, отражающие отношение полезного эффекта от использования энергетических ресурсов к затратам энергетических ресурсов, произведенным в целях получения такого эффекта, применительно к продукции, технологическому процессу, юридическому лицу, индивидуальному предпринимателю». И если применительно к ЖКХ определение «энергосбережение» вопросов не вызывает, то определение «энергетическая эффективность» требует некоторых пояснений.

По тексту данное определение применимо по отношению к продукции, технологическому процессу, юридическому лицу, индивидуальному предпринимателю.К какой из этих категорий отнести многоэтажный жилой дом?Из четырех категорий, данных в определении, дом с большой натяжкой можно отнести к продукции, хотя для домов не применим основной показатель продукции – количество. Дома, как продукцию, нельзя считать и сравнивать между собой поштучно, поскольку все они отличаются формой, объемом, жилой и общей площадью и т.д. Отсюда следует, чтодля определения энергетической эффективности здания, необходимо пользоваться не общим значением потребления энергии зданием, как единицей продукта, аудельным потреблением, приведенным к единице объема.

В рассматриваемых определениях фигурирует понятие«полезный эффект от использования энергетических ресурсов». Таким эффектом необходимо считать установленные климатические и санитарно-гигиенические параметры, необходимые для комфортного проживания граждан в данном помещении или для обеспечения комфортных условий производственно-хозяйственной деятельности, если это помещение не жилое. Энергетическая эффективность тем выше, чем меньше энергетических ресурсов, приведенных к единице объема, затрачено на обеспечение установленных параметров. Вместе с тем,энергетическая эффективностьдля жилого дома, (как объекта отличного от других видов продукции)–этокомплексная характеристика, оценивающая потребление не одного, а нескольких видов энергии. Нельзя считать энергоэффективным здание, в котором в результате проведения неких мероприятий снижено потребление тепловой энергии, но на такую же величину повышено потребление электрической энергии. Энергетическая эффективность достигается энергосбережением, т.е. посредством проведения мероприятий, сокращающих потребление того или иного вида энергии. Имеет смысл проводить только те мероприятия, стоимость которых окупится за счет сэкономленной энергии в разумные сроки.

Когда повышение энергоэффективности здания будет выгодным?

Проведение энергосберегающих мероприятий само по себе только создает возможность уменьшения потребления энергетических ресурсов зданием. Чтобы реализовать эту возможность,необходимо проведение дополнительных ограничительных мероприятий, направленных на сокращение избыточного поступления этих ресурсов. Произведя утепление фасада, замену оконных блоков на блоки с энергосберегающими стеклопакетами можно ожидать существенного сокращения потребления тепловой энергии. Как показывает практика, зачастую потребление не только не сокращается, но значительно увеличивается, поскольку поступающее количество тепловой энергии становится избыточным и жители вынуждены утилизировать эти излишки посредством открывания окон.

Чтобы такой ситуации не было, для обеспечения комфортных санитарно-гигиенических параметров проживания, перед выполнением энергосберегающих мероприятийнеобходим перерасчет всей системы отопления здания, учитывающий изменение тепловой нагрузки, и, как следствие, замена ее элементов, а так жеустановление устройств ограничения поступления избыточного ресурса на вводе. Стоимость этих дополнительных мероприятий учитывают при определении окупаемости энергосберегающих мероприятий за счет стоимости сэкономленной энергии.Стремление к высокой энергетической эффективности должно быть ограничено эффективностью экономической.

ГОСТ Р 53905-2010«Энергосбережение. Термины и определения» трактует понятие эффективного использования энергетических ресурсов как«достижение экономически оправданной эффективности использования энергетических ресурсов при существующем уровне развития техники и технологии и соблюдения требований к охране окружающей среды». Следовательно, говоря об эффективности использования энергетических ресурсов, мы должны понимать экономическую целесообразность тех или иных энергосберегающих мероприятий. Ситуация, когда достигнутая энергетическая эффективность здания за счет сэкономленной энергии не окупается в разумные сроки и становится экономически не выгодной, допустима лишь для объектов опытного строительства или при реализации пилотных проектов по отработке экспериментальных технологий.

Утепление фасадов при капремонте

В настоящее время развернулась полемика о необходимости увеличения энергоэффективности зданий при проведении капитального ремонта посредствомутепления фасадови увеличения требований к приведенному сопротивлению теплопередачи ограждающей конструкции. Рассмотрим состоятельность такой позиции. По обобщенной оценке экспертовраспределение тепловых потерьв здании примерно следующее: 25% через ограждающие конструкции здания, 25% через светопрозрачные конструкции, 50% через вентиляцию. Россия, ввиду ее территориального расположения, разнообразия климатических условий, обладания запасами углеводородов, имеет принципиальные отличия от стран Европы с точки зрения потребления энергетических ресурсов в общем и в потреблении энергетических ресурсов коммунальным комплексом в частности.

Разнообразие климатических условий для потребления энергетических ресурсов характеризуетсяградусо-сутками отопительного периода(ГСОП), величина которых определяется прямой зависимостью от средней температуры наружного воздуха и продолжительностью отопительного периода. Чем выше значение ГСОП, тем большая суммарная величина потребляемых энергетических ресурсов. Для московского региона ГСОП составляет 4551, для Норильска 10000, для подавляющего количества европейских стран 2000-2500. Непосредственно уровень потребления тепловой энергии зданием определяется разностью температур внутреннего и наружного воздуха и теплофизическими характеристиками здания. Если в странах Европы для расчетов уровня потребления принимается температура наружного воздуха чуть ниже 0°С, то для России диапазон температур очень широк (для Якутска -64°С). Если принимать за основу европейские уровни удельного потребления энергетических ресурсов, то в каждом регионе их достижение требует гораздо больших экономических затрат, чем в европейских странах. В большинстве регионов страны эти затраты не окупятся за счет стоимости сэкономленных энергетических ресурсов.

Что мы получим, если будем безгранично увеличивать сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций, учитывая, что климат в России не однороден? На рис. приведеныграфики зависимости тепловых потерьчерез ограждающие конструкции здания в зависимости от региона. Эта зависимость нелинейная, описывается функцией вида y=1/x. Одно из ее свойств – чем больше изменения аргумента, тем меньше изменение функции. Чем больше ГСОП (т.е. чем холоднее регион), тем теплоизоляционный слой для экономии одинакового количества тепловой энергии будет более толстым и дорогим. Следовательно,для каждого региона стоимость сэкономленного киловатта будет разная, разной будет и та грань, за которой увеличение толщины теплоизоляционного слоя перестанет себя окупать за счет сэкономленной энергии.

Рис. Годовые тепловые потери через ограждающие конструкции здания в зависимости от сопротивления теплопередаче.

Таблица. Экономия тепловой энергии в зависимости от изменения приведенного сопротивления теплопередаче

В таблице показанаэкономия тепловой энергии в зависимости от изменения приведенного сопротивления теплопередаче.

Если для условий Москвы при увеличении приведенного сопротивления теплопередаче с 2 до 3м²°С/Вт экономия составит 18кВт, (увеличение толщины слоя 50мм), то те же 18 кВт экономии мы получим при увеличении приведенного сопротивления теплопередаче с 3 до 6 м²°С/Вт. При этом теплоизоляционный слой необходимо увеличить дополнительно еще на 150мм. Окупит ли стоимость сэкономленных 18-ти кВт стоимость работ и традиционных материалов, потраченных на это мероприятие? За какое время? Каждый конкретный случай нужно считать отдельно. Однозначно если и будет окупаемость, то в очень большие сроки. Отсюда напрашивается следующийвывод:

1. Для каждого региона России необходимо устанавливать свои, экономически обоснованные уровни удельного потребления энергетических ресурсов. Принятие для всей России европейских норм потребления экономически не целесообразно.
2. Выполнение тех или иных энергосберегающих мероприятий имеет смысл только тогда, когда они экономически обоснованы для конечного потребителя, т.е. окупаются за счет сэкономленного энергетического ресурса в приемлемые сроки. Это положение справедливо и для энергосберегающих мероприятий по оборудованию зданий техническими средствами, предназначенными для экономии энергетических ресурсов.

Не забудем об окнах, трубах и вентиляции

Из таблицы рис.2 видно, что максимальный эффект экономии тепловой энергии достигается при увеличении сопротивления теплопередаче с 0,5 до 1. Светопрозрачные конструкции занимают примерно третью часть фасада, но тепловые потери через них те же 25% от общего количества. Если увеличить сопротивление теплопередачи светопрозрачных конструкций посредством применения низкоэмиссионного стекла до 1, тоэффект будет более значим, нежели безмерное увеличение толщины стены. При этом стоимость 1м² светопрозрачной конструкции увеличится примерно на 100-200 руб. Естественно, что срок окупаемости этого мероприятия очень короток.

Тепловые потери от 1 м неизолированной трубы диаметром 100 мм отопительной системы сравнимы с тепловыми потерями 10 м²ограждающей конструкции. Стоимость работ по утеплению этой трубы не превысит 50 руб. Окупаемость такого мероприятия почти мгновенная.

Интересно, что градус обсуждения необходимости замены светопрозрачных конструкций на более эффективные, гораздо ниже, чем обсуждение проблемы утепления фасадов, а полемики о необходимости тщательной инспекции качества тепловой изоляции трубопроводов и тепловых вводов перед началом отопительного сезона не наблюдается вовсе.

Самая большая доля тепловых потерь приходится насистему вентиляции. Решение задачи лежит в плоскости применения технических устройств. Целесообразность их выбора определяется тем же принципом окупаемости за счет сэкономленной тепловой энергии.

Повышение энергоэффективности это задача комплексная, поскольку тепловые потери здания определяются не только ограждающими конструкциями, и более того, ограждающими конструкциями в меньшей степени. Попытки сузить задачу только до сокращения тепловых потерь за счет повышения сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций, только за счет безмерного увеличения толщины теплоизоляционного слоя – тупиковый путь.Важен комплексный подход, основанный на поиске эффективных решений по сокращению тепловых потерь на всех путях их возникновения, конкретные мероприятия которого будут экономически обоснованы.

Особенности энергетики России

Говоря об энергетической эффективности отдельного здания, нужно понимать, что мы сокращаем потребление энергетических ресурсов данным, конкретным зданием. Если проводимые энергосберегающие мероприятия достаточно эффективны, то при их окупаемости в разумные сроки, эти мероприятия должныприносить прибыль потребителямза счет уменьшения платежей за потребленные ресурсы. На самом деле картина немного другая.Сокращая потребление отдельно взятого дома мы ни коим образом не влияем на затраты первичного ресурса, используемого для выработки того или иного вида энергии.Экономия может быть достигнута только самим производителем этого вида энергии.

Дело в том, что исторически система тепло- энергоснабжения в России строилась исходя из потребности развития мощной промышленности по типу централизованного снабжения (в отличие от многих европейских стран). Во всех крупных городах источником тепловой и электрической энергии являются ТЭЦ, осуществляющие поставку электрической энергии в единую сеть и поставку тепловой энергии в сети централизованного снабжения. Комбинированный способ выработки различного вида энергии наиболее эффективен при наличии баланса спроса на эти виды энергии. В настоящее время сложилась ситуация, при которойвсе поставщики электрической энергии реализуют свой продукт на оптовом рынкеи, поставляя ее в единую энергетическую систему,не испытывают дефицита спроса на нее. В то же время, тепловая энергия, являясь, по сути, дополнительным продуктом, поставляется в тепловые сети, которые сравнительно локальны. При этом тепловая мощность ТЭЦ сравнима с ее электрической мощностью. С уходом крупных промышленных потребителей, с переходом многих потребителей на локальную тепловую генерацию, складывается переизбыток предложения тепловой энергии, который должен быть либо предложен покупателю, либо утилизирован. Вполне естественно,стоимость не проданного утилизированного продукта перейдет на стоимость продукта продаваемого.

Несомненно, есть небольшой резерв мощностей, которые можно вывести на консервацию за недостаточностью нагрузки, как правило, это котельные, работающие на те же сети, что и ТЭЦ. Вывод этих мощностей экономически оправдается, но в целом ситуацию изменит незначительно.Вывести на консервацию объекты большой генерации невозможно, такой шаг ограничит развитие промышленного производства в России. Таким образом, ввиду исторически сложившихся особенностей энергоснабжения в нашей стране, мы вынуждены нести бремя содержания имеющихся мощностей, в том числе и избыточных.

Совершенно другая картина, если тепловая генерация носит локальный характер. В этом случае суммарная экономия потребления тепловой энергии автоматически ведет к сокращению ее выработки, и производитель этой энергии вынужден будет сокращать потребление первичного ресурса исходя из реальной потребности в нем.

Заключение

Россия уникальная страна. Ее отличает многообразие климатических поясов, непохожая в сравнении с другими странами система энергообеспечения и огромные запасы углеводородов. В России цели и задачи достижения энергетической эффективности должны формулироваться иначе, иметь более комплексный характер. В настоящее время необходим коренной пересмотр политики обеспечения энергетической эффективности в целом и в ЖКХ в частности. Эта политика должна носить оптимизационный характер, учитывать экономику взаимного влияния процессов энергосбережения на всех этапах от генерации до конечного потребителя.Необходимо определиться с критериями оптимизации и ответить на главный вопрос: что мы экономим – энергию или деньги?Эта политика должна найти свое выражение в четкой и понятной государственной программе, свободной от лоббирования интересов бизнеса псевдоборцов за высокую энергетическую эффективность.

Все статьи рубрикиЭкономика и управление