Логотип Все о московской промышленности
Логотип
Баннер Баннер
Закрыть Закрыть

Энергоэффективные технологии: как экономить в промышленном масштабе

С недавнего времени энергоэффективность едва ли не главная проблема всей европейской экономики, постоянная головная боль предприятий и обычных граждан. В России, к счастью, нет дефицита электроэнергии и топлива, но бросать деньги на ветер тоже желающих немного.
Энергоэффективные технологии: как экономить в промышленном масштабе

Фото: Peshkova/Shutterstock/FOTODOM

Как сократить неоправданные расходы энергии на производстве и снизить цифры в платежках за коммунальные услуги? Инженеры, технологи, программисты, архитекторы и строители десятилетиями трудятся над повышением энергоэффективности и накопили солидный опыт на все случаи жизни. 

Максимальный результат при минимальных затратах

Несколько лет назад ученые хором предрекали закат эры углеводородов и подсчитывали, надолго ли хватит российских запасов нефти и газа. Но ситуация изменилась кардинально: зеленые технологии далеко не всегда оправдывают ожидания, топливо в дефиците, цены растут, инвесторы с энтузиазмом развивают добычу и транспортировку традиционных ископаемых ресурсов. Для оптимизации расходов корпорации разработали особую систему энергоменеджмента, аналогичные приемы пригодятся любому управленцу на производстве и всем без исключения владельцам квадратных метров.

Можно, конечно, экономить энергию тотально – готовить на костре и сидеть при свечах, но гораздо выгоднее повышать энергоэффективность – сохранять все блага цивилизации и при этом сокращать расходы. Максимальный результат при минимальных затратах и потерях – вот главный принцип всех энергоэффективных технологий. Энергосбережение, разумеется, тоже никто не отменял. Высокий класс энергоэффективности приборов плюс ежедневный контроль потребления энергии – двойная польза для корпоративного или семейного бюджета.

- КСТАТИ -
Не первое десятилетие на самом высоком уровне обсуждают проблему глобального потепления. Одна из причин роста температуры на планете – выбросы углекислого газа при сжигании углеводородов. Энергоэффективные технологии и рациональное использование ресурсов не только сокращают финансовые расходы, но и снижают риск климатических изменений. 
Фото: New Africa/Shutterstock/FOTODOM
Фото: New Africa/Shutterstock/FOTODOM

История энергоэффективных технологий в России и мире

С 70-х годов прошлого века в большинстве развитых стран целенаправленно продвигают политику энергоэффективности и экономии ресурсов. Повышенное внимание к расходам историки связывают с нефтяным кризисом 1973 года, когда арабские страны, входящие в ОАПЕК, объявили нефтяное эмбарго государствам, поддерживающим Израиль: США, Канаде, Великобритании, Нидерландам и Японии. Арабо-израильский конфликт обернулся стремительным ростом цены на нефть и необходимостью сокращать потребление энергии. В ответ на кризис западные страны запустили программу экономии ресурсов, поиск альтернативных источников энергии и внедрение энергоэффективных технологий. СССР, наоборот, стремительно осваивал новые месторождения, увеличивал внутреннее потребление и экспорт, окончательно закрепил статус ведущего мирового поставщика нефти и газа.

На фоне дорожающих энергоресурсов Запад вынужден был развивать технологии и преуспел во всех отраслях производства. В России об энергосбережении на государственном уровне заговорили намного позже и на несколько десятилетий опоздали с запуском энергоэффективных технологий. Россия наряду с США и Китаем входит в тройку крупнейших мировых потребителей энергии, наша экономика отличается высокой энергоемкостью и требует огромных энергетических ресурсов. Лидеры по потреблению энергии – отрабатывающая промышленность и жилищный сектор, именно на этом поле в наше время разворачивается самая напряженная борьба за энергоэффективность и энергосбережение. По многовековой традиции россияне долго запрягают, но быстро едут, зачастую опережая конкурентов.

МОСКВА – КРУПНЕЙШИЙ МЕГАПОЛИС ЕВРОПЫ
С ГИГАНТСКОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМОЙ.
МОЩНОСТЬ ГОРОДСКИХ И ОБЛАСТНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
В ЯНВАРЕ 2022 ГОДА СОСТАВИЛА 22,25 ТЫС. МВТ.
- КСТАТИ -
В 2018 году в России утвержден комплексный план повышения энергетической эффективности экономики. В приоритете – модернизация промышленных предприятий, учреждений бюджетной сферы и многоквартирных домов жилой застройки.
Фото: Olivier Le Moal/Shutterstock/FOTODOM
Фото: Olivier Le Moal/Shutterstock/FOTODOM

Где применяются энергоэффективные технологии

Энергоэффективность начинается с проектирования самого здания и выбора строительных материалов, затрагивает инженерные коммуникации, освещение, отопление, кондиционирование, расстановку оборудования и организацию всех производственных процессов. Мелочей здесь не бывает: энергосберегающая лампочка, которая к тому же загорается только при приближении человека, или система отопления, которая реагирует на погодные условия и сама регулирует температуру, способны сэкономить огромные ресурсы и окупают все расходы на внедрение инноваций.

Возможности для экономии энергии буквально на каждом шагу: светодиодные лампы в шесть раз экономичнее, чем обычные лампы накаливания, более качественная теплоизоляция труб позволяет сохранять температуру воды и отапливать помещение внутри, а не морозную улицу снаружи. Работающие электродвигатели, насосы и компрессоры выделяют столько тепла, что на каждом приборе можно было бы непрерывно готовить пищу, если бы кто-нибудь изобрел рациональный способ, как это сделать. А пока мы не только не используем драгоценное тепло, но и затрачиваем дополнительную энергию на охлаждение механизмов. Превышение объема полученной энергии по сравнению с израсходованной – главный принцип энергоэффективности. Самые высокие показатели в этом смысле у альтернативных источников энергии: солнца, воды и ветра. Современная экономика задействует все возможные способы получения энергии и постоянно совершенствует технологии энергосбережения.

- КСТАТИ -
Больше 50 лет в мировой науке применяется термин «энергоэффективное здание», в российские строительные нормы понятие «энергоэффективность» включено в 2003 году. Каждому строению присвоен свой класс энергоэффективности с соответствующей табличкой на фасаде здания. 

В авангарде сражения за энергоэффективность и рациональное использование ресурсов высокотехнологичные московские предприятия. Инжиниринговая компания «Тайтэн Пауэр Солюшн», резидент технопарка «Слава», разработала суперконденсаторные системы для трамваев и вагонов метро. Изобретение существенно повышает энергоэффективность транспорта, сокращает энергопотребление и углеродный след. Суперконденсатор – новый тип накопителя энергии, который отличается более высокой мощностью, способен работать при экстремально низких температурах и послужит больше 10 лет. На площадке «Алабушево» особой экономической зоны «Технополис Москва» инжиниринговая компания «СовЭлМаш» выпускает электродвигатели по уникальной запатентованной технологии «Славянка». Суть инновации – в совмещении разных принципов обмотки двигателя, что значительно повышает энергоэффективность. Новое устройство более мощное и надежное, снижает уровень вибрации и шума, а главное, на 40% сокращает потребление энергии. 

Источник бесконечной энергии из воды

10 млрд лет назад во Вселенной зажглась первая звезда благодаря реакции термоядерного синтеза. В середине ХХ века ученые поняли, что термоядерный синтез можно воспроизвести на Земле и сегодня учатся им управлять. В перспективе должна появиться термоядерная установка для генерации электричества. Управляемый термоядерный синтез – технология будущего, которую в России развивает Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований (ТРИНИТИ). Синтез тяжелых атомных ядер из более легких сопровождается выбросом энергии, топливом для ядерной энергетики послужат изотопы водорода, запасов которого хватит на тысячи лет. Термоядерный синтез способен сделать обычную воду адекватной заменой бензина, человечество получит практически неисчерпаемый источник энергии на все времена.   

Атомная энергия Second Hand

Исследователи уверяют, что российский мирный атом на десятилетие опережает аналогичные зарубежные технологии. Сегодня в России создается реактор, который станет прорывом в мировой ядерной энергетике. Атомные станции при правильной эксплуатации не загрязняют атмосферу, воду и почву. Вот только использованное ядерное топливо не перерабатывается полностью, отходы приходится хранить в особых условиях до миллиона лет. Но теперь ядерная энергетика становится возобновляемой, атомные реакторы нового поколения позволяют повторно использовать отработанное топливо. Ресурсы будут неисчерпаемыми, а количество радиоактивных отходов сократится. Создатель реактора – Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля (НИКИЭТ), первый комплекс по инновационной технологии обещают построить в сибирском Северске, недалеко от Томска. 

Новое устройство получило название «БРЕСТ» (быстрый реактор естественной безопасности со свинцовым теплоносителем). Система работает на уран-плутониевом нитридном топливе, которое охлаждается расплавленным жидким свинцом. Свинец химически инертен при контакте с окружающей средой, а значит, снижается риск аварий с неконтролируемым ростом мощности, пожарами и взрывами. Российские физики первыми в мире освоили замкнутый ядерный топливный цикл и планируют запустить опытно-демонстрационный реактор «БРЕСТ» в 2026 году. 

Розетка для электромобиля

С 2011 года московская компания «Парус электро» выпускает источники бесперебойного питания, инверторы для солнечных электростанций и зарядные терминалы для электромобилей. В России зарегистрировано больше 10 тыс. легковых транспортных средств, работающих на электричестве, общее количество электромобилей по всему миру превысило 10 млн. Электромобиль потребляет до 100 кВт⋅ч, заряжается на специальных станциях, подключенных к системе «Умный город». Электрический транспорт не ухудшает экологическую обстановку, а энергию расходует намного эффективнее, чем привычный двигатель внутреннего сгорания. «Парус электро» выпускает три разновидности зарядных станций разной мощности, терминалы оснащены дисплеем, считывателем карт и зарядными пистолетами для электрокаров разных моделей. Производитель по максимуму использует отечественные комплектующие и обеспечивает импортозамещение на новом перспективном рынке.   

Аккумулятор для энергосбережения

Больше 6 тыс. литийионных аккумуляторов для складской, клининговой и промышленной техники выпустила компания «Хранение энергии» (ENSOL). Со времени изобретения первой аккумуляторной батареи прошло 140 лет. Литийионные аккумуляторы, в отличие от предшественников, не нагреваются при заряде, не выделяют взрывоопасный водород или другие газы, могут использоваться на предприятиях с повышенными требованиями к безопасности. Аккумулятор полностью заряжается за два часа, безопасен при контакте с водой, предполагает возможность дробного заряда и сохраняет эффективность на весь срок службы. Производитель предусмотрел особые модификации аккумуляторов для взрывоопасного производства и работы в условиях экстремальной температуры. 

Инновации в сердце насоса

Миллиарды насосов по всему миру потребляют колоссальное количество энергии. Разработчики немецкого концерна KSB придумали, как сделать насос максимально энергоэффективным и безопасным. Дочернее предприятие KSB в России представляет насосный двигатель SuPremE с наивысшим КПД: ротор, приводящий механизм в движение, весит ощутимо меньше, рабочая температура двигателя ниже, что обеспечивает долговечность. SuPremE не требует дорогих и неэкологичных в утилизации редкоземельных металлов. Сердечник двигателя собран из стальных пластин особой формы, а вот от датчиков положения ротора отказались, что упростило производство. Двигателем можно оснастить любые насосы сухой установки. По сравнению с традиционным асинхронным мотором устройство позволяет сэкономить 1380 кВт в год и сократить выброс углекислого газа на 815 кг. А если нагружать двигатель не полностью и работать на меньших оборотах, можно дополнительно сократить расход энергии почти на четверть. 

Лайфхак для энергоэффективного производства

  • Заменить деревянные окна с рассохшимися рамами на современные стеклопакеты.
  • Максимально увеличить площадь светопроницаемых конструкций и грамотно учитывать ориентацию по сторонам света.
  • Установить умные счетчики электроэнергии и регулярно анализировать показания.
  • Использовать умные элементы электросетей: датчики движения и присутствия, системы автоматического выключения по времени и степени освещенности.
  • Отслеживать и применять инновации в сфере энергоэффективных технологий.

- КСТАТИ -
Российская столица постоянно снижает энергоемкость валового регионального продукта – сокращает количество энергии, израсходованной на производство. С 2011 года энергоемкость валового продукта в Москве снизилась почти на 40%. На 10% сократилась стоимость энергопотребления в московских домах по программе реновации по сравнению с устаревшими пятиэтажками. Строители повышают уровень теплозащиты зданий, используют современную теплоизоляцию инженерных сетей, устанавливают теплосчетчики и терморегулирующие клапаны на отопительных приборах. 2 млн руб. может получить автор перспективной разработки в сегменте «Энергоэффективность и энергосбережение». С 2013 года Правительство Москвы присуждает премии молодым ученым за внедрение новых технологий, оборудования и материалов.
Проголосовало: 1

Еще по теме

Вернуться назад