Розумна енергосистема підготує світ до життя після нафти

Отже, навіщо потрібне енергозбереження? Новий будинок щойно збудовано. Але, за словами доповідача, уже з першого дня він потребує значних коштів на своє утримання. Тобто витрати на саме будівництво — далеко не найбільша частина видатків протягом усього життєвого циклу будівлі: лише 20% — це будівництво, і цілих 80% — це утримання.

Зазвичай намагаються заощаджувати на етапі будівництва. Скажімо, на 5%. Але очевидно, що краще вже скоротити на ті самі 5% витрати на утримання. При цьому найбільш затратна частина на утримання будинку — енергоспоживання, і не секрет, що значна частина енергії витрачається абсолютно безглуздо.

Для розуміння масштабів цих витрат і цих втрат достатньо подивитися статистику глобального енергоспоживання, у якій основними «поглиначами» енергії є житлові й комерційні будівлі. Як це не парадоксально, і промисловість, і транспорт далеко не рекордсмени в цьому питанні.

Енерговтрати зазвичай виникають через невдалий проєкт будівлі, неякісні або непридатні будматеріали, низьку якість будівництва й горезвісний людський фактор.

Так от, один із найефективніших способів енергозбереження — це заміна людини автоматикою для контролю за опаленням, вентиляцією, освітленням. Причому енергоефективність — не просто модне слово чи маркетинговий трюк: оскільки витрати на енергозбереження в 3-4 рази нижчі, ніж витрати на генерацію тієї самої кількості енергії, іншого шляху, крім руху в цьому напрямку, просто немає.

Приклади реальних, лабораторно підтверджених даних економії енергії за допомогою автоматики вражають. Індивідуальний (кімнатний) термостат скорочує повсякденне споживання енергії на 50%. Автоматика систем опалення — на 40%. Контроль жалюзі — на 45%. Автоматика для освітлення — на 80%. Автоматика для вентиляції — на 60%.

Зрозуміло, що витрати на автоматику — це інвестиції, і відповідно виражатися вони мають не в рублях, як усі витрати, а через коефіцієнт ROI (return of investment). Інвестиції ці мають певний термін окупності й після цього починають приносити «прибуток».

Що подібна економія означає для «приватного споживача»? Можливість знизити свої регулярні витрати й витрачати гроші на «ринку», тобто реально підвищувати свій добробут і опосередковано вирішувати проблеми стагнуючого ринку для держави.

Що означає економія на енергоспоживанні для муніципального утворення? Передусім це можливість інвестувати вільні кошти у важливі інфраструктурні проєкти, на які ніколи не вистачає грошей.

Що має сенс робити насамперед? 85% енергоспоживання будівлі — це опалення й підігрів води. 15% — освітлення.

Є кілька способів підвищення енергоефективності будівлі. Перший — утеплення вже наявних будівель: у нього хороші результати, але довгий термін окупності, зазвичай від десяти до 40 років. Другий спосіб — оновлення вже наявної системи опалення/вентиляції: середні результати, окупність від п'яти до 15 років. Третій спосіб — інтелектуальна система керування будівлею (розрахунки для систем на основі технології KNX): суттєва економія, окупність зазвичай від року до п'яти років.

Способи економії енергії в будівлях за допомогою автоматики — це використання електрики лише там, де це необхідно, наприклад — датчики присутності. Також є метод використання лише мінімально необхідного енергоспоживання, наприклад, у системах постійного освітлення (constant lighting). Ще один спосіб — зменшення впливу зовнішніх факторів за рахунок встановлення датчиків на відкриття вікон, регулювання жалюзі.

Є ще й опосередкована економія: контролюючи й регулюючи склад газів у приміщенні, особливо рівень CO2, можна суттєво знизити захворюваність і відповідно витрати на оплату лікарняних, не кажучи вже про підвищення продуктивності праці.

Які технології автоматизації виживуть? Тільки ті, які є міжнародним стандартом, як де-факто, так і де-юре. Ті, які підтримані ринком (виробники, інсталятори, проєктувальники), і, нарешті, ті, які можуть бути інтегровані в IP-мережі.

Шорт-лист технологій — Backnet, LonWorks, KNX. Що з ними робити далі? Основні способи впровадження інновацій згідно зі світовим досвідом — це субсидування, законодавче регулювання та їх поєднання в різних пропорціях. Заходи ці необхідні, тому що на першому етапі вигода від інновацій неочевидна доти, доки не починає діяти «ефект масового ринку».

Усі вигоди, які можна отримати від автоматичного керування використанням енергії в будівлях та його оптимізації, об'єднує в собі системний підхід під назвою smart grid (розумна енергетична система). Smart grid покликаний балансувати й розподіляти споживання енергії між різними територіями відповідно до навантаження. Крім того, важливою складовою частиною цієї системи є мікрогенерація енергії на місці.

США та ЄС активно намагаються будувати smart grid, витрачають на це величезні гроші: світовий ринок цих систем до 2014 року оцінюється в 174 млрд дол. Технологічні гіганти купують постачальників таких рішень за гігантські гроші: лише одна Toshiba придбала дві такі фірми за 2,3 млрд дол., для того щоб стати лідером на ринку smart grid.

У результаті важливий тренд останнього часу — це відхід від централізованої системи генерації енергії до розподіленої системи генерації. І для Росії це крок перший. За кордоном пріоритет зараз надається системам, максимально замкнутим за паливним циклом: гідроелектростанції, вітрові генератори, PV-панелі, припливні станції, ядерні реактори на швидких нейтронах (у перспективі).

Крок другий — керування профілем енергоспоживання. Це контрольоване енергоспоживання (приклад — розумні пральні машини), динамічно змінювані тарифи, що враховують умови генерації.

Крок третій — це енергозбереження і ще раз енергозбереження. Через рік у ЄС використання автоматики для цієї мети стає обов'язковим у всіх громадських будівлях. З 31 грудня 2018 року всі нові громадські будівлі мають бути з «нульовим споживанням», тобто практично повністю самі забезпечуватимуть себе енергією, а з 31 грудня 2020 року з «нульовим споживанням» мають бути всі нові будівлі в Євросоюзі.

Нова модель будівлі — це поєднання технології «пасивної будівлі» з мікрогенерацією (тепловою та електричною) та активним енергозбереженням. На виході виходить той самий будинок з «нульовим споживанням».

Навіщо такі складнощі? Відповідь проста: енерговитрати на видобуток нафти збільшилися за 100 років у десятки разів, а видобуток її буде тільки зменшуватися. Тож smart grid — це перші кроки підготовки до світу «після нафти». Smart grid поки не стандартизований, але можна впевнено говорити, що його буде побудовано з можливістю передачі даних поверх IP-каналу.