Вопросы получения дешевой тепловой энергии с каждым днем становятся все более актуальными. О возможности использования альтернативных систем и целесообразности их использования рассказывает Сергей Визиров — руководитель направления «Тепловые насосы» компании STIEBELELTRON.
Тепловые насосы в энергетике Западной Европы
- Как выглядит ситуация с применением тепловых насосов в разных странах ЕС?
СВ: В области использования тепловых насосов несомненным европейским лидером является Швеция. В настоящее время в этой стране около 95% систем отопления выполнено с применением тепловых насосов.
- Какие типы тепловых насосов предпочитают шведы?
СВ: Они используют преимущественно грунтовые и водяные системы. Но нужно хорошо понимать, что и для грунта, и для воды используется практически один и тот же тепловой насос. Просто в первом случае через теплообменник испарителя теплового насоса циркулирует солевой раствор, отбирающий тепловую энергию грунта, а во втором случае через него проливается вода геотермального источника. Наша компания, например, раньше выпускала модель, которая называлась «вода-вода», но в последствии мы отказались от ее производства, поскольку модели «вода-вода» и «грунт-вода» отличались конструкцией одного-единственного компонента: теплообменника фреонового контура. В первом случае он изготавливается из меди, во втором — из нержавеющей стали. Автоматика — одна и та же, и даже настройки практически одинаковые. В общем — различия в оборудовании настолько малы, что не представляется возможным определить, какие системы более популярны в Швеции — грунтовые или водяные.
- В Швеции тепловые насосы используются преимущественно в частном секторе?
СВ: Шведы применяют тепловые насосы практически повсеместно.
- То есть, это может быть и многоквартирный дом, и офисный центр, и промышленное предприятие?
СВ: Максимальная мощность тепловых насосов измеряется мегаваттами (МВт). Даже Stiebel Eltron и другие немецкие производители со своим не слишком мощным модельным рядом, изначально ориентированным на частного потребителя, способны удовлетворять потребности промышленных предприятий средней мощности, не говоря уже о многоэтажных жилых домах, офисах и т.п.
- Шведы производят свои тепловые насосы?
СВ: Две шведских компании являются крупнейшими в Европе (по объемам производства) производителями тепловых насосов.
- Какие страны занимают второе и третье место по использованию тепловых насосов?
На втором месте находится Финляндия, где около 90% всех систем отопления выполнено на базе тепловых насосов. Третье место занимает Германия, стратегическая политика которой ориентирована на постоянное повышение доли возобновляемых источников энергии, и, как следствие, — на улучшение экологической обстановки и снижение зависимости от нефтедобывающих стран. К 2020 году у них запланировано 40% всей потребляемой энергии производить с использованием возобновляемых источников, и, как мне кажется, немцы вполне способны достигнуть этой планки.
Количество тепловых насосов, проданных в странах ЕС с 2005 по 2009 г.г.
- Какую долю в «альтернативной» энергетике Германии занимают тепловые насосы?
СВ: Не могу назвать точных цифр, но не вызывает сомнений тот факт, что это один из основных источников тепловой энергии. Вообще, все альтернативные источники энергии можно разделить на два класса: одни производят тепло (или холод), другие — электричество. Так вот, когда немцы говорят, что они в данный момент 5% энергии производят с помощью возобновляемых источников, они имеют в виду обе составляющих — и тепло, и электричество. Поэтому мне сложно оценить, сколько тепла производится тепловыми насосами, и насколько это больше (или меньше), чем количество электроэнергии, производимой ветряными генераторами, расположенными на территории Германии. Если принимать в расчет только тепло — на долю тепловых насосов в Германии приходится около 90—95% вырабатываемой тепловой энергии.
- Вы учитываете солнечные коллектора, — еще один источник тепловой энергии?
СВ: Даже в Германии с ее мягким климатом солнечные коллектора, достаточно активно используемые как источник ГВС, находят весьма ограниченное применение в системах отопления. Дело в том, что в отличие от грунтовых или водяных тепловых насосов, которые являются полностью завершенными системами, солнечный коллектор требует обязательного наличия дополнительного (дублирующего) источника тепла (электрического, дизельного и т.д.), способного обеспечить работу отопительной системы в холодные облачные дни. Поэтому тепловой коллектор довольно часто применяется в связке с тепловым насосом, но если тепловой насос может работать без солнечного коллектора, то солнечный коллектор не может круглогодично обеспечивать все потребности систем отопления и ГВС без теплового насоса.
Государственное стимулирование малой энергетики в Германии
- Как тема тепловых насосов развивается во времени?
СВ: В скандинавских странах тепловые насосы используются достаточно давно, в Германии — бурное развитие данной тематики началось в начале XXI века. Опыт немецкого рынка с позиций внедрения этих технологий показателен в плане поддержки правительства. Каких-нибудь два десятилетия назад никто толком не представлял себе, что такое тепловые насосы. Для стимулирования применения этих технологий правительство Германии стало выдавать субсидии, размер которых на начальном этапе достигал 50% от суммы затрат на приобретение и установку теплового насоса. Объемы этих субсидий постоянно изменялись (обычно в сторону снижения), и в настоящее время единственной привилегией пользователей тепловых насосов является льготный тариф на электроэнергию, которая затрачивается на работу этого насоса.
- Как у нас в квартирах с электроплитами: тарифы на электроэнергию ниже?
СВ: Не совсем так. В Германии льготный тариф распространяется только на электричество, потребляемое непосредственно тепловым насосом. Вся остальная электроэнергия оплачивается по обычному тарифу, поэтому для раздельного учета потребления электричества используется два электрических счетчика.
- С отменой субсидирования спрос на тепловые насосы уменьшился?
СВ: Рынок тепловых насосов продолжает расти, а правительство Германии открыло новую программу субсидирования. На этот раз — солнечной энергетики. Теперь заказчик, установивший (за свой счет) солнечную батарею, заключает договор с E.ON (E.ON — крупнейшая в Германии энергетическая компания, немецкий аналог РАО ЕС), в соответствии с которым E.ON обязуется на протяжении 10 лет покупать электроэнергию, произведенную его солнечной батареей, по цене в 2-3 раза выше, чем тариф, по которому продается «обычное» электричество.
- То есть владельцу солнечной батареи еще и доплачивают за то, что он потребляет электроэнергию, выработанную его батареей?
СВ: Не совсем так. Дело в том, что энергия, произведенная солнечной батареей, не может использоваться в доме, на крыше которого данная батарея установлена. Владелец продает ее во внешние сети, а сам покупает электричество у того же E.ON, но по более низкому тарифу.
- Как соотносится выгода от дешевой электроэнергии с затратами на приобретение и установку солнечной батареи?
СВ: Стоимость солнечных батарей для дома средних размеров (на всю крышу) составляет около 10 тыс. евро. Окупается такая система примерно за 3-4 года, а оставшиеся шесть или семь лет E.ON покупает электричество по более высокой цене.
- Почему именно солнечной энергетике немецкое правительство уделяет такое внимание?
СВ: Все очень просто: что такое тепловые насосы в Германии все хорошо знают. Точно также, никому в этой стране не надо объяснять, что такое солнечные коллектора для получения горячей воды, сколько стоит это оборудование, как быстро оно окупается, и какую прибыль может принести. А вот солнечные батареи пока еще не столь известны немецкому потребителю, поэтому правительство проводит политику экономического стимулирования, как это было раньше с тепловыми насосами.
- Это касается только частного жилого сектора, или относится ко всем владельцам солнечных батарей?
СВ: Программа возврата средств, вложенных в фотоэлектрические преобразователи, в равной степени распространяется как на физических, так и на юридических лиц. В данном случае цель государства заключается в создании некой инженерной инфракструктуры, вырабатывающей электроэнергию, а фактическая принадлежность отдельных элементов этой энергетической системы никакого значения не имеет. Примерно такая же ситуация и с производством биотоплива.
Кроме того, в Германии имеются, скажем так, островки энергонезависимости. Эти образования представляют собой поле, на котором растет маис или другая сельскохозяйственная культура, из которой затем вырабатывают биотопливо. Тут же располагаются ангары для хранения этого биотоплива, причем крыши этих ангаров полностью заняты фотоэлектрическими панелями, а все поле «утыкано» ветряными электростанциями. Как показывает немецкий опыт, такая система работает всегда. Когда есть солнце — работают солнечные батареи, в ветреную погоду — ветряки, а в те редкие дни когда нет ни того ни другого — электроэнергия вырабатывается за счет сжигания биотоплива.
- Эти энергетические поля «прикреплены» к какому то конкретному потребителю?
СВ: Как я уже говорил, все производители обязаны продавать электроэнергию компании E.ON, которая, в свою очередь, отвечает за дальнейшее распределение и доставку электроэнергии в масштабах всей страны.
- В нашей стране существует практика приобретения электроэнергии у мелких производителей?
СВ: К сожалению, пока такой практики нет и, насколько мне известно, министерство энергетики РФ крайне скептически относится к самой идее покупки электроэнергии у мелких частных производителей.
Экономические аспекты использования тепловых насосов в РФ
- Давайте вернемся к тепловым насосам и попытаемся оценить целесообразность их использования в нашей стране при существующих ценах на энергоносители.
СВ: Уровень эксплуатационных затрат при отоплении газом или тепловым насосом примерно одинаков (табл. 2), поэтому при наличии магистрального газа целесообразнее использовать газовое отопление, чем платить полмиллиона рублей за установку теплового насоса. Но если газа на участке нет — тепловой насос является наиболее выгодным вариантом. Более того, установка теплового насоса может оказаться экономически оправданной даже в том случае, когда газ есть на участке соседа, поскольку даже элементарное согласование документации на подключение к существующей магистрали может быть сопряжено, как показывает практика, со значительными затратами. Еще одна область применения тепловых насосов — объекты, на которых запрещено использование газового отопления, например АЗС, разного рода заповедные зоны, и т.д.
Стоимость 1 кВт∙ч тепловой энергии, получаемой от различных теплогенераторов
| |
В России (руб) |
В России (евро) |
В Германии (евро) |
Магистральный газ
|
0,35—0,45 |
0,008—0,011 |
0,072 |
Электричество
|
2,00—3,20 |
0,050—0,080 |
0,145 |
Тепловой насос
|
0,40—0,80 |
0,010—0,020 |
0,036 |
- Может ли тепловой насос конкурировать с отопительными системами на жидком топливе?
СВ: По сравнению с котлом на жидком топливе тепловой насос окупается через 5-7 лет. При этом с позиций экологии, безопасности и комфорта (отсутствие пожароопасных емкостей для хранения топлива, сопутствующих запахов, а также периодически возникающих неудобств, связанных с доставкой солярки), не говоря уже о выбросах продуктов сгорания, тепловой котел выигрывает не только у дизельного котла, но и практически у всех остальных систем отопления, за исключением, быть может, систем электроотопления. Но при использовании электрического отопления эксплуатационные затраты возрастают в 4-4,5 раза (это как раз тот коэффициент мощности, о котором мы говорили выше).
- Какое количество электроэнергии требуется для работы теплового насоса?
СВ: При использовании грунтовых или водяных тепловых насосов для «стандартного» коттеджа площадью 250 м2 эта величина даже в самые сильные морозы составляет примерно 4-5 кВт ч. В случае применения воздушного теплового насоса требования к электрической сети значительно ужесточаются, поскольку при температурах ниже -200С эта сеть должна обеспечивать возможность полноценной работы дублирующей отопительной системы с электрическим котлом.
- Насколько велик интерес к тепловым насосам в России?
СВ: По оценкам различных агентств годовой объем потребления тепловых насосов в нашей стране не превышает 300-400 единиц, и растет он сравнительно медленно.
- В чем, на ваш взгляд, заключается причина невысокой заинтересованности наших сограждан в использовании альтернативных источников энергии?
СВ: В первую очередь, это связано с низкими ценами на газ. Вторая причина — в отсутствии реальных действий со стороны правительства, направленных на стимулирование использования возобновляемых источников энергии. У нас много говорится о необходимости внедрения прогрессивных технологий, но, к сожалению, пока еще мало что предпринимается в этой области.
Будем надеяться, что эта публикация способствует продвижению идеи постепенного перехода на технологии получения тепла с использованием возобновляемых источников энергии.