Даешь полный энергетический пассив!

   Тема ресурсосбережения на сегодня является одной из самых актуальных в мире. Для России в связи с ее значительным отставанием от США и стран Европы важность этой темы еще более возрастает, особенно учитывая перспективы грядущего удорожания энергоносителей и экологическую проблему.

   Предлагаем «круглый стол», посвященный вопросам энергопассивности зданий, с Президентом ICS Group Юрием Королевым и ведущим инженером компании Юрием Лапиным.

АЕ: Следует ли понимать термин «энергопассивный дом» в буквальном смысле, т.е. означает ли это, что к дому не подводятся электрическая сеть и теплотрасса?
ЮЛ: Данный термин не совсем удачен, потому что его чаще всего понимают как «теплопассивный дом». Но есть и другое, смежное, понятие — энергоавтономный дом. Он действительно не нуждается во внешних энергоресурсах.
ЮК: Хотелось бы подчеркнуть, что энергоавтономный дом — это не дом отшельника, в котором нет электричества, а техническая цель, преследующая замещение централизованного электропитания альтернативными источниками, и эта цель может достигаться с помощью высокотехнологичного оборудования.
ЮЛ: Вообще есть несколько градаций энергоэффективности. В Европе обычно выделяют дома низкого энергопотребления, ультранизкого, и, наконец, энергопассивные. Последние, как уже сказано, правильнее было бы называть теплопассивными. Для каждой градации имеются свои количественные критерии.
    Что же касается энергоавтономных домов, то для них классификации не было, и поэтому мне пришлось такую классификацию ввести. Энергоавтономный дом не требует ни тепла, ни электричества «извне». Энергопассивный обеспечивает 100% тепловой энергии за счет природных источников и внутреннего выделения тепла, не нуждаясь в центральном отоплении и подаче горячей воды, традиционных инженерных теплосистемах, включая радиаторы, но использует внешнюю электроэнергию. Дом ультранизкого энергопотребления расходует примерно 10% внешней тепловой энергии в тепловом балансе, при этом 90% — свои. Дальше — дом низкого энергопотребления, доля внешнего тепла у него 25–30%.
    Если говорить о простом варианте реализации энергоавтономного дома сегодня, то чаще всего это дом, которому в известном смысле повезло: рядом находится мощный источник альтернативной энергии (например, водный поток, стабильные ветры). При этом дом может быть не только энергоавтономным, но даже энергоизбыточным, или отдавая излишки энергии в электросеть, или консервируя их. Один швед, известный инженер, использует электричество, которое вырабатывают две ветряные установки, для получения водорода: его хватает не только для тепла в доме, но и для поездок на легковом автомобиле с двигателем на водородном топливе. Сейчас есть специальная техника, позволяющая запасать химически связанный водород (а не взрывоопасный газ) в металлогидридных аккумуляторах.

АЕ: Возможны ли в принципе энергоавтономные дома в условиях нашей средней полосы?
ЮЛ: Недавно мне пришлось работать над проектом энергоавтономной усадьбы в средней полосе России. И хотя данный вариант — далеко не единственный и может показаться слишком специфическим, о нем стоит рассказать. Да, в средней полосе энергоавтономность — затея не столь простая и дешевая. Но реализуемая. В частности, путем использования современных технологий, в частности, биотопливных.
    Это всегда некий комплекс установок возобновляемой энергетики и энергоаккумуляторов. Биотопливом является, помимо навоза любых животных, древесина, опавшая листва, сено, солома, ветки, опилки и вообще любая органика животного или растительного происхождения. Если мы говорим о жилище фермера, то десятка коров хватит для того, чтобы получить достаточно газа для отопления и работы кухонной плиты. С электричеством сложнее: газ надо очищать, чтобы сохранить ресурс работы газового электрогенератора. Короче, сложности есть, но они решаются, в каждом случае по-своему. Чаще всего имеет место не полная, а частичная энергоавтономия. Хорошее решение — газовые хранилища, их надо пополнять лишь изредка, раз в два или даже три года.
ЮК: В любом случае можно найти разумный компромисс. Максимальная энергоавтономия хороша и доступна на ферме, однако сделать энергоавтономным поселок, где люди просто живут, весьма сложно. А энергопассивным, отобрав у ветра, воды и солнца основное количество энергии, гораздо проще. Остальную часть можно получить с помощью традиционных инженерных решений, применив, например, газовые и электрические котлы. Все это уменьшит необходимые мощности техники, она станет лишь дополнительным источником энергии.
   Сочетание возобновляемых природных источников энергии с промышленными — нормальная, совершенно естественная тенденция. В Англии существуют понятия импорта и экспорта энергии. Каждая часть промышленной зоны там является в определенной мере автономной, но при этом долю энергии берет от соседей, от города, от электростанции.
ЮЛ: Днем стараются обходиться своими ресурсами, чтобы использовать преимущества ночного тарифа при переходе на импорт. В некоторых странах, например Германии, стирается четкая грань между потребителями и производителями энергии. Там даже принят закон, согласно которому энергетические компании обязаны покупать по высокому тарифу энергию от любого мелкого поставщика, включая обычных домовладельцев.

AE: Каково примерное соотношение расходов на электрическую и тепловую энергию в нашей средней полосе?
ЮК: Если брать дом, построенный по современным технологиям и оснащенный современными инженерными системами, то все зависит от ресурсов. Если в котлах и бойлерах используется газовое топливо, то примерно 1:1. Если же дизельное, то расходы на тепло могут оказаться в 3–5 раз больше.

АЕ: Какую долю энергетического бюджета среднего коттеджа (порядка 150 м2), находящегося в средней полосе, могут обеспечить естественные природные ресурсы?
ЮЛ: Достаточно сказать, что за год на такой коттедж «падает» в 10 раз больше солнечной энергии, чем нужно для полного покрытия его энергетических нужд. Другое дело, что целиком запасти эту энергию по техническим причинам невозможно. Сейчас солнечные батареи на кровле зданий чрезвычайно распространены во всем мире, а в некоторых странах их использование уже является обязательным, строить без этого малоэтажные дома просто не разрешают. Но начиналось там все примерно с того же, что происходит у нас сейчас: специалистам приходилось убеждать общественность и строителей в том, что солнца у них достаточно, чтобы выгодно его использовать. Мы пока эту стадию не прошли. Между тем в Финляндии, несколько уступающей Московской области по уровню инсоляции, солнечная энергетика работает вовсю. У нас всего три месяца в году имеет место «провал» по солнечному облучению, за то остальные девять месяцев энергия солнца может сравнительно недорого улавливаться и запасаться, и в течение 6–7 месяцев исключительно на ней может работать подача горячей воды. Запасать тепло можно с помощью солнечных коллекторов, которые значительно дешевле электрических солнечных батарей. А сезонную неравномерность «энергетического урожая», помимо накопителей, можно выровнять благодаря ветряным станциям: зимой погода более ветреная.
ЮК: Хочу конкретизировать: энергетический бюджет среднего коттеджа в московской области может полностью обеспечиваться автономными источниками энергии. Даже с учетом сезонной неравномерности. При достаточной емкости солнечных батарей и коллекторов в зимний период мы можем расходовать тепло и накапливать холод, а летом — наоборот. В сущности, накопители тепла и холода — одно и то же.
ЮЛ: В Германии из-за более мягкого климата на отопление расходуется вдвое меньше энергоресурсов, чем в нашей средней полосе. Однако там есть дома, которые, если их перенести в Московскую область, сохранили бы свою энергопассивность.

АЕ: Наверное, пришло время поговорить и о тепловых насосах.
ЮЛ: Если в обычном электрическом котле мы из 1 квт/ч электроэнергии получаем примерно столько же тепла (за минусом потерь), то тепловой насос позволяет получить, истратив тот же 1 квт/ч электричества, тепла в три, а то и в пять раз больше. Собственно, электричество расходуется здесь лишь на прокачку теплоносителя и рабочей жидкости, а основная часть тепла отбирается, например, у земли и затем, уже на более высоком температурном уровне, отдается дому.

АЕ: А какие еще природные источники энергии могут использоваться сейчас или в перспективе?
ЮЛ: Кроме солнечных батарей и коллекторов, тепловых насосов, ветряных станций, а также приливных и гидроэлектростанций есть такая экзотика, как, например, «вечный конвекционный двигатель». Если по склону горы проложить трубу так, чтобы перепад высоты составил несколько сотен метров, то в силу разности давлений по ней устремится вверх мощный воздушный поток, энергию которого можно использовать.

АЕ: По логике вещей, энергопассивный и тем более энергоавтономный дом невозможен без качественного проектирования...
ЮК: Безусловно. Еще на стадии проектирования дома необходимо рассчитать его внутреннюю энергетику и эффективно ее использовать (иначе дисбаланс в потреблении энергоносителей приведет к гигантским платежам за электричество и горючее). Тепловые расчеты, конечно, существуют, но в реальной практике их используют исключительно для проектирования систем отопления и вентиляции. И никогда для того, чтобы, изменив конструкцию дома, заставить работать его внутренние ресурсы. Понятие энергоэффективности применительно к дому в проектах отсутствует: оно относится лишь к размерам бойлера и котла. Это бред! Между тем, в доме ультранизкого энергопотребления, спроектированном с учетом внутренней энергетики, достаточно поставить котел в десять раз меньшей мощности, в доме же низкого энергопотребления — соответственно в 3–4 раза.
    Традиционное проектирование создает множество проблем для владельца дома. Уходят, получив свои барыши, архитектор, инвестор и батальон подрядчиков. И начинается эксплуатация, как правило, сверхзатратная из-за непомерных расходов на ресурсы и неизбежных реконструкций.
    Тот, кто не хочет много платить за эксплуатацию, пойдет в детальный интегральный проект с очень детальными расчетами. Он будет разрабатывать концепцию использования, рассматривать энергоэффективность, варианты горизонтального и вертикального развития данного объекта, аспекты безопасности. И после каждого этапа рассмотрения возвращаться к самому началу до тех пор, пока не наступит стадия полного понимания. Известно: чем лучше рассчитан проект, тем дешевле будет строительство, тем дешевле окажется эксплуатация. Когда наши архитекторы возьмут на себя ответственность за конечный результат, и, в частности, за себестоимость эксплуатации, тогда начнется движение в сторону интеллектуальности дома, в сторону энергоэффективности.
ЮЛ: Если бы самолеты проектировались так же, как сейчас дома, они бы не летали!

АЕ: Может ли система, создающая энергоэффективность, в принципе быть накладной? И можно ли обычный дом превратить в энергопассивный постфактум?
ЮК: Система, обеспечивающая энергопассивность, это такой же нонсенс, как и система, обеспечивающая интеллектуальность! Когда разговоры об умном доме только начинались, я, помнится, услышал такую фразу, что чуть не упал: «Они будут заниматься инженеркой, а мы — умной частью»! Энергопассивность — это не опция, а свойство объекта. И свойство это создается на этапе проектирования. Превратить обычный коттедж в энергопассивный можно лишь путем реконструкции, частичной или полной. Но представьте себе: вы построили коттедж, насадили клумбы с цветочками, и вдруг я предложу вам эти клумбы снести! Никто на это не пойдет, все смирятся с тем, что имеют.
ЮЛ: Да, можно покрыть крышу готового дома солнечными батареями, выкопать скважину для теплового насоса. Собственно, это и есть реконструкция, но реконструкция — это всегда «две цены»!

АЕ: Если исходить из экономических критериев, что дешевле: купить больше выделенной мощности у Мосэнерго или обратиться к новейшим технологиям, обеспечивающим энергопассивность?
ЮЛ: Как правило — второе. Внедрение энергоэффективности в целом для общества обходится значительно дешевле, если исходить хотя бы из пятнадцатилетнего срока эксплуатации. При этом есть различие выгоды финансовой и экономической. Финансовую получает инвестор, вложивший в энергосберегающие технологии деньги и сэкономивший расходы на «стороннее» энергоресурсы (которые по определению гораздо дороже собственных). А экономическая выгода — понятие интегральное, при ее подсчетах следует учитывать то, что находится за пределом кругозора инвестора или хозяина дома. Например, возможное уменьшение финансирования энергетических компаний (придется вырабатывать меньше энергии) или предотвращенный экологический ущерб от выбросов продуктов сгорания в атмосферу. В масштабах государственного бюджета эти цифры могут быть очень велики!
    Энергосберегающие технологии действительно выгоднее с точки зрения экономии вложений и последующей эксплуатации. И в каждом случае эту выгоду можно рассчитать. Но выгодны они у нас не настолько, насколько могли бы быть при правильной политике государства. На Западе будущий владелец энергопассивного дома получает от государства значительные субсидии и льготы. В США, например, сейчас реализуется государственная программа под названием «10 миллионов солнечных крыш». Государство получает от этого выгоду и делится ею со своими гражданами. А у нас чиновники, которые фактически вершат наши судьбы, до сих пор ничего так и не поняли, они не проводят соответствующих законов.
ЮК: Наши чиновники «сидят в доле» от освоенных средств. На Западе же система стимулов иная: поощрение там пропорционально сэкономленным средствам. Вся экономика — это большая «дельта» между доходами и расходами.
    Вот почти конкретный пример: однажды рассчитали потребности коттеджа площадью 1500 кв. м в электроэнергии и получили цифру 130 кВт. В том месте, где находится этот дом, 1 кВт выделенной мощности стоит 3.5 тысячи долларов. Умножим одно на другое и получим сумму $ 455 000, которую заказчик готов уплатить единовременно за кабель длиной в 50 м от местной станции (потом каждый месяц он будет платить по счетчику за израсходованные киловатты). Но на половину этой суммы можно понаставить самой «последней», самой дорогой техники в таком количестве, что дом станет трижды энергопассивным! И за энергоресурсы платить ничего не придется!
    Но если строительство энергопассивных домов выгодно, пусть и не в такой степени, как мо гло бы быть, по чему наши будущие домовладельцы предпочитают действовать по старинке?
ЮК: Очень трудно убедить людей: давайте построим то, что до этого никто не строил. Сдвинуть дело с мертвой точки может либо волевое решение, либо цена. Воля у нас проявляется энтузиастами, коллекционерами или исходит от правительства. А чтобы на рынке начал работать ценовой механизм, нужен опыт, нужны прецеденты внедрений/