Яким буде теплопостачання України у 21 столітті

«Ми сьогодні спостерігаємо появу принципово нових енергетичних стратегій багатьох країн, що відповідають шостому технологічному укладу. У їх основі - постійне і довгострокове зниження потреби в енергії у поєднанні із заміщенням вуглеводневого палива поновлюваними джерелами. Можна точно стверджувати, що наявні системи теплопостачання нашої країни, засновані на природному газі, великих районних котельнях та ТЕЦ, не мають майбутнього», - Василь Анатолійович Степаненко, головний редактор журналу «ТЕПЛОВІ НАСОСИ».

Роль природного газу в модернізації будівель і систем теплопостачання України

Якщо українцям поставити запитання: «Яка проблема на початку перших десятиліть 21 століття була головною для України?», то більшість упевнено відповість - проблема природного газу. Природний газ посварив Україну з Росією, боротьба за зниження ціни стала улюбленим заняттям для українських політиків всіх кольорів влади. Цю проблему багато років пробували вирішувати силою, змором, підкупом, шляхом торгу і обміну на європейські цінності. Вперше у світовій історії за природний газ посадили до в'язниці колишнього прем'єр-міністра України.

Завдяки природному газу в Україні багато років зароблялися статки і розорялися цілі галузі промисловості і комунального господарства. Природний газ, який Україна багато років одержувала від Росії, розбестив наших політиків і створив проблему перманентної заборгованості для сотень міст нашої країни. Природний газ створив глухий кут у тарифній політиці України. Вона заснована на перехресному субсидуванні найчисленнішої категорії споживачів нашої країни - населення. Україна сьогодні купує природний газ на кордоні з Росією по 430 доларів за 1000 кубометрів і продає його своєму населенню за ціною трохи менше 100 доларів. Щоправда, промисловість і бюджетна сфера отримують цей же газ вже майже по 600 доларів.

Швидке і постійне зростання цін на природний газ протягом багатьох років зробив економічно неспроможною систему централізованого теплопостачання України. Природний газ в нашій країні став «священною коровою» - його феноменальні властивосты породили страх перед майбутнім у всього народу. Створивши ці страхи, нові політики відразу ж запропонували українському народу тезу про звільнення від енергетичної (читай - російської) залежності і неминучість шляху в Європу.

І, як наслідок, газ почав витісняти себе сам - спочатку з промисловості, а потім і з ЖКГ. Високі ціни на природний газ зробили економічно доцільними велику кількість проектів його заміщення місцевим паливом та енергією. За кілька років Україна виявила у себе величезні поклади біопалива, паливом тепер стає гігантська кількість сміття і відходів у містах. Ми буквально вчора виявили, що живемо в дуже холодних будинках, що опалюються величезними котельнями і ТЕЦ, які споживають величезну кількість палива.

І ще ми виявили, що можна жити інакше. Приклади масової модернізації будівель і систем теплопостачання Швеції, Німеччини і Данії спокушають своєю доступністю і вигодою. У цю ж сторону нас підштовхують привабливі кредити та гранти міжнародних фінансових організацій, що працюють в Україні. Кожен, хто їздив у Європу, захлинається від розповідей про регулятори на батареях, про термомодернізацію будівель, про біопаливні котельні, про геліоколектори і теплові насоси. Цей безперервний порівняльний аналіз все сильніше штовхає Україну на модернізацію за європейськими стандартами і стратегіями. Можна навіть сказати, що ця модернізація вже почалася.

Вектори основних змін для будівель і систем теплопостачання у 21 столітті

Основні зміни, безумовно, відбудуться в секторі житлових і бюджетних будівель. Вони в кілька разів знизять потреба в теплі. Нові стандарти енергопасивного будинку, що змінять обличчя міст ЄС до 2020 року, торкнуться і Україну. Наша країна, із запізненням, але досить впевнено, розвертається в бік європейських стандартів модернізації житлових і громадських будівель. Для України до 2020 року мінімальною нормою споживання теплової енергії будівлями на опалення стане показник 15-30 кВт.год. на м. кв на рік. Істотним обмеженням сьогодні є терміни окупності глибокої термомодернізації будівель. Для житлових будівель в Україні цей показник (за тарифами 2012 року) знаходиться на рівні 30-40 років, для бюджетних будівель - 8-9 років. Але ліквідація перехресного субсидування населення і зростання тарифів неминуче вирівняє цю різницю. Можна сміливо прогнозувати, що зростання європейського ринку термомодернізації будівель потягне за собою і ринок в Україні.

За наступні 10-15 років практично повністю відбудеться термомодернізація приблизно 38 000 громадських будівель (адміністративні будівлі, школи, вузи, садочки, лікарні, в'язниці, казарми, тощо). Цей сектор ринку вже сьогодні є комерційно привабливим внаслідок високих тарифів, тут вже реалізовані перші проекти впровадження ТН в системи опалення та гарячого водопостачання шкіл, дитячих садків і лікарень. Український сектор термомодернізації бюджетних будівель оголошено ЄБРР і ЄІБ як пріоритетний для фінансування.

Найбільш активно політику фінансування термомодернізації житлових будівель в Україні сьогодні веде IFC, готуючи пілотні проекти разом з українськими банками. Цей сектор за обсягом є найбільшим, потреба в термомодернізації житлових будівель в Україні становить приблизно 250000 - 300000 багатоповерхових будівель у період до 2030 року.

Другий вектор змін - самі системи теплопостачання. Відходять у минуле системи на вуглеводневому паливі. Стрімке і безперервне зростання цін на нафту, вугілля і газ роблять ці види палива стратегічно неперспективними для систем теплопостачання українських міст з економічних причин.

Найочевиднішою тенденцією є децентралізація систем теплопостачання. Великі котельні і ТЕЦ поступово відходять у минуле. Глибоке спрацювання протяжних трубопровідних систем теплопостачання і висока вартість модернізації при багаторазовому зниженні потреби будівель в теплі зроблять їх економічно неспроможними в історичній перспективі. Наприклад, в столиці України, Києві, вже сьогодні дешевше побудувати нову та сучасну децентралізовану систему теплопостачання, ніж модернізувати 2500 км трубопровідної мережі, що постійно руйнується.

У системах теплопостачання зміни особливо сильно торкнуться сектору гарячого водопостачання. Термомодернізація будівель практично не знижує потреби жителів у гарячій воді. Тут зміни будуть відбуватися в напрямку зниження вартості приготування гарячої води. Нові енергоефективні технології приготування гарячої води в будинках знижують собівартість гарячої води у кілька разів порівняно з котельними та ТЕЦ. І ці зміни неминуче підірвуть економіку підприємств централізованого теплопостачання, роблячи великі котельні і ТЕЦ ще більш економічно неспроможними.

У Європі вже з'явилися перші будинки з нульовим споживанням енергії. Згідно з Директивою EPBD, починаючи з 2021 року цей стандарт буде обов'язковим для всіх новобудов країн ЄС. Швеція, випереджаючи час, робить цей стандарт обов'язковим не тільки для нових, але і для старих будівель. По суті, почалася перша світова енергетична революція, яка неминуче зачепить і Україну, призведе до модернізації більшої частини наявнихбудівель і до модернізації всіх без винятку систем теплопостачання.

Важко уявити собі Україну після 2020 року без модернізації. У холодних будинках платити за тепло вже потрібно буде по-європейськи. Хто ж залишиться жити в країні, де нормою споживання теплової енергії в будівлях залишиться наявна сьогодні норма 180-200 кВт.год. на м. кв. на рік?

Ми сьогодні спостерігаємо появу принципово нових енергетичних стратегій багатьох країн, що відповідають шостому технологічному укладу. У їх основі - постійне і довгострокове зниження потреби в енергії у поєднанні із заміщенням вуглеводневого палива поновлюваними джерелами. Найбільш загальним прикладом таких стратегій є відомий План 20-20-20 для країн ЄС. Близько 40% загальносвітового споживання енергії і палива знаходиться у будівлях. Глибина модернізації будівель визначить долю систем теплопостачання всіх країн без винятку, включаючи Україну. Можна стверджувати, що наявні системи теплопостачання нашої країни, засновані на природному газі, великих районних котельнях та ТЕЦ, не мають майбутнього.

Минулого тижня Європарламент проголосував за революційні зміни. Прийнятий план скорочення споживання енергії всіма будівлями Європи на 80%. Відлуння цього рішення Європарламенту обов'язково дійде до України.

Роль теплових насосів в модернізації будівель і міських систем теплопостачання

У нашій країні тривалий час основним ворогом систем централізованого теплопостачання був звичайний двоконтурний газовий котел. Основним руйнівником централізованих систем теплопостачання з 2015 року, напевно, стане не квартирний котел, а тепловий насос. Саме цій технології судилося поставити хрест на прямому спалюванні палива для теплопостачання. Як двигун внутрішнього згоряння свого часу змінив паровий двигун, так теплові насоси сьогодні витісняють із ринків котли. Цікаво, що на найбільших світових виставках у 2012 - 2013 рр. багато відомих виробників котлів виставили на передні плани стендів не котли, а свої нові теплові насоси. Переозброєння ринку обладнання для виробництва теплової енергії вже йде, змінилися пріоритети.

Загальний обсяг продажу теплових насосів в світі вже перевищує 100 мільярдів доларів США, що більше світового обсягу продажу озброєння. Тільки у США щорічне виробництво теплових насосів перевищує 1 мільйон примірників. Згідно федерального законодавства, при будівництві нових будівель можна використовувати як системуопалення тільки теплові насоси. За даними Світового Енергетичного Агентства (IEA), до 2020 року частка теплових насосів в загальному обсязі виробництва теплової енергії у всьому світі досягне 75%.

Теплові насоси відіграють ключову роль у зниженні емісії СО2 у секторі будівель, завдяки тому, що уряди різних країн і промисловість в цілому активізували спільні зусилля по просуванню цієї технології в усьому світі. Наприклад, енергоефективні технології ТН постійно заохочуються урядом Японії, що постійно слідує цілям Кіотського протоколу. Як наслідок, теплові насоси «повітря-повітря» стали надзвичайно популярними в Японії. Річний обсяг продажів тут становить понад 8.2 млн. одиниць. Реалізуючи геополітичну стратегію скорочення залежності від викопних видів палива, японський уряд вирішив вивчити наслідки розвитку використання теплових насосів в системах теплопостачання. Були визначені дві основні сфери: гаряче водопостачання на всій території та опалення будівель у холодних регіонах Японії.

Ще у 1995 році Центральний науково-дослідний інститут електроенергетики (CRIEPI) і TEPCO (Tokyo Electric Power Company) почали дослідження систем гарячого водопостачання. Інноваційним рішенням стало використання CO2 як холодоагенту для теплових насосів. Це дозволяло забезпечити необхідний комфорт і значно знижувало споживання енергії. Японський уряд, що стимулював ці дослідження, вирішив включити цю ідею в програму країни по скороченню викидів СО2 в рамках Кіотського протоколу. Програма отримала назву «Ecocute», що позначає її екологічні та економічні цілі. Наслідком цієї довгострокової стратегії стало обрання нового холодоагенту (діоксид вуглецю), який поступався іншим хладонам за комерційними показниками, але був екологічно значущим. Окрім того, стала логічною заміна природним хладоном СО2 штучних хладонів, що призводять до руйнування озонового шару і є горючими і токсичними холодоагентами. У 2001 році перші теплові насоси «Ecocute» вже були у продажу.

Сьогодні більше 3,5 мільйонів одиниць теплових насосів «Ecocute» вже встановлені в Японії. РАле рчний обсяг продажів постійно зростає, досягнувши більш 550000 проданих одиниць. Це вже еквівалентно поглинанню викидів СО2, що відбувається на площі лісових насаджень у 15000 км2.

Уряди Німеччини, США, Швеції також стимулюють заміну у своїх країнах котлів тепловими насосами як енергетично, екологічно й економічно вигіднішою технологією виробництва теплової енергії порівняно з наявними технологіями прямого спалювання вуглеводневого палива.

IEA стверджує, що термін окупності теплових насосів може складати від 3-х місяців до 2 років. Однак споживачі не володіють цією інформацією. Хоча, якби, принаймні, половина всіх будинків країн OECD (Організації економічного співробітництва і розвитку) використовувала теплові насоси, то вже до 2020 року можна було б підвищити рівень енергоефективності на 25%. Тому IEA переконана в тому, що для розвитку індустрії теплових насосів необхідно спиратися на країн-лідерів, які могли б дати поштовх до застосування теплових насосів не тільки у країнах OECD, але також у країнах, що розвиваються. IEA вже почала втілювати в життя «програму розширення» щодо залучення у цей процес таких країн як Китай, Південна Африка, Бразилія, Індія і Росія.

Шведське енергетичне агентство в 2011 році розробило для Швеції стратегію реалізації оновленої Директиви ЄС щодо енергетичних характеристик будівель (EPBD). У цій стратегії запропоновані 32 базових варіанти модернізації усіх наявних будівель з майже нульовим споживанням енергії при проведенні капітальних ремонтів. Всі новобудови до 1 січня 2021 року повинні досягти майже нульового споживання енергії (відповідати стандарту nZEB). Водночас, основна організація країни з нормування (National Board of Housing, Building і Planning), готує нові нормативи, що будуть застосовуватися для будівель, що підлягають реконструкції.

Теплові насоси стають основним рішенням для Швеції в системах опалення будівель стандарту nZEB. Багатоповерхові, малоповерхові, великопанельні житлові будинки та будівлі котеджного типу - скрізь теплонаносні технології дають однаково хороші результати. Тип будівлі майже не має значення при виборі комбінації опалювальної системи і будівельних рішень для досягнення стандарту nZEB при реконструкції. Теплові насоси стають все більш актуальними для географічного розташування будівлі - чим північніше, тим більш актуальними, з економічної точки зору, стають теплові насоси. Для України шведська модель синхронної модернізації будівель і систем теплопостачання є найбільш прийнятною і заслуговує серйозної уваги.

Теплим будівлям не будуть потрібні котли. Основним рішенням для опалення, кондиціонування, вентиляції та гарячого водопостачання будівель стануть теплові насоси.

Теплим будівлям не будуть потрібні котельні і ТЕЦ. Їх економічна ефективність буде постійно програвати тепловим насосам у будівлях. Не кажучи вже про простоту, надійність, ступінь автоматизації і експлуатаційні витрати. Можна прямо говорити про народження у світі нового покоління систем теплопостачання міст і будівель для 21 століття.

Замість висновків

На тлі тотального наступу теплих будівель і теплових насосів в Америці, Азії і Європі, країни СНД виглядають острівцем холодних будівель, застарілих котелень і ТЕЦ. Щоб прискорити прихід теплонасосних технологій у наші країни, ми з колегами з Росії та України вирішили заснувати спеціальну конференцію по тепловим насосам для країн СНД (13-16 травня 2013 року, Алушта, Крим). Адреса сайту Конференції в Інтернеті - http://conf.esco.co.ua/.

Ця конференція задумана Оргкомітетом як майданчик для сигналів політикам, законодавчому, банківському і муніципальному співтовариству про основні зміни в енергетичній політиці провідних країн світу та нових ринках обладнання і технологій. Тут зустрінуться представники не лише науки, але й великі енергетичні компанії, банки, комунальні компанії, кращі компанії-виробники теплових насосів, проектувальники, будівельники, керівники компаній і ЕСКО. Організатори конференції сподіваються, що рекомендації про зміни в енергетичній політиці, в системах теплопостачання міст і будівель, підготовлені професійним співтовариством, будуть затребувані урядами країн СНД.

Правила використання матеріалів сайту