В апреле уходящего года тихо и незаметно отметил свой десятилетний юбилей один из важнейших для нашей северной страны  законов – закон «Об энергосбережении».
Согласно этому документу, основным принципом энергосберегающей политики государства является приоритет эффективности использования топлива и энергии над ростом их добычи и производства.
О том, какие огромные резервы могут быть мобилизованы на повышение экономического потенциала нашей области через творческий подход к решению вопросов энергосбережения, рассказывает директор сахалинского ООО «Институт коммунальной энергетики» В. РОМАШЕВ. Недавно он побывал в ОАО «Энергия» (Новосибирский академгородок) по вопросу внедрения тепловых насосов (ТН). Именно они – главные «герои» сегодняшней публикации.
Холодильник 
в роли… обогревателя
Тепловой насос. Каждый раз, начиная разговор с человеком, далеким от этой темы, слышу один и тот же вопрос: «А что это за зверь?». Я ему тут же свой вопрос: «А ты помнишь формулу из физики седьмого класса: Ку равняется Цэ умножить на эМ и умножить на дельта Тэ?». И если собеседник отвечает утвердительно, я, искренне радуясь за него, говорю, что он уже знает о тепловых насосах больше, чем осталось узнать. А нужно всего лишь познакомиться со вторым началом термодинамики, основа которого и заложена в работу теплового насоса.
Чтобы как можно быстрее разобраться с этим делом, пошли… на кухню. Вот он! Холодильник!!! Да это же и есть тепловой насос, только наоборот! День и ночь агрегат трудится на радость хозяйке и, вырабатывая холод, спасает продукты от порчи. Но если мы повнимательней присмотримся к этому процессу, то увидим, что трудяга-то шалит. Создавая для своей хозяйки видимость, что он, дескать, делает холод, на самом деле этот «хитрован» отбирает тепло из холодильных и морозильных камер и выбрасывает его наружу за ненадобностью. Протяните руку за холодильник, и вы сразу почувствуете: агрегат пышет жаром. Это и есть то самое тепло, которое вы внесли в холодильник со всякими продовольственными товарами.
Сам по себе такой процесс теплопередачи не происходит – тепло не может перейти от холодного тела к горячему (это, кстати, и есть одна из формулировок второго начала термодинамики), а помогает это сделать хладагент с помощью компрессора. Но, если пренебречь тепловыделениями самого компрессора, то можно заметить, что климат на кухне при постоянной эксплуатации холодильника не меняется, как бы вы бытовой прибор ни «набивали». Потому что все находится на кухне – и отбор тепла, и его передача.
Теперь нетрудно догадаться, как можно использовать холодильник для отапливания помещения в холодное время года. Для этого нужно холодильную камеру, а точнее, испаритель, вынести на улицу (еще лучше бросить в теплый ручеек или в озеро), а все остальные части агрегата оставить в комнате. Тогда компрессор, совершив определенную работу, будет забирать тепло извне и направлять его в помещение. Понятно, что никакого противоречия с законом сохранения энергии нет – дополнительная энергия в виде тепла отбирается от холодного наружного воздуха. А на улице «не убавится».
Так чем же приворожили тепловые насосы зарубежных специалистов? На чем основан прогноз Мирового энергетического комитета, согласно которому к 2020 году в передовых странах доля отопления с помощью ТН составит 85 процентов?
Во-первых, это самый верный способ уйти от традиционного сжигания всех видов невозобновляемого топлива – угля, газа, нефти. Во-вторых, самый эффективный метод использования «дармового» низкопотенциального тепла воды, воздуха, почвы, солнца. В-третьих, это единственная машина «по производству тепла», в которой эффективность преобразования подведенной энергии достигает 800 процентов (!). В-четвертых, это экологически чистое производство, прямо и косвенно способствующее улучшению экологической обстановки.
В настоящее время внимание к тепловым насосам и масштабы их внедрения в мире просто ошеломляют. В Японии ежегодно производится около 3 миллионов тепловых насосов; в США – 1 млн.; в Швеции 50 проц. всего отопления обеспечивают именно тепловые насосы; значительная часть города Стокгольма «греется» от …Балтийского моря; в Германии предусмотрена дотация государства на установку тепловых насосов в размере 400 марок на каждый кВт установленной мощности. Что касается России, тем более нашей области, тут я молчу. Как в голодные годы говорили: «Нечего подавать…».
Энергосберегающее путешествие
После этого информационного экскурса, получив первое представление о тепловых насосах, давайте отправимся в творческое «энергосберегающее» путешествие по югу острова. И сразу договоримся – собираем только «сливки»! Ну, в конце-то концов, можем же мы помечтать?! Вслух и предметно.
Для начала побываем на новых очистных сооружениях канализации областного центра. Как вы знаете из средств массовой информации, седьмого ноября этого года мэр города Андрей Лобкин «разрезал ленточку», и сооружение для очистки сточных вод в объеме 60 тыс. кубометров в сутки вступило в строй. Сразу же для справки добавлю: температура стоков составляет 22 – 26 градусов.
Вооружившись этими цифрами, попробуем с помощью известной нам формулы из седьмого класса сделать первую «примерку» беспризорного тепла. Если мы «заберем» 20 градусов, что совершенно реально, то получим «просто так» 1200 Гкал тепла. Чтобы всем было понятно, сколько это, это – 400 тонн угля. Т. е. каждый день 40 самосвалов «бурого» с Солнцевского разреза напрямик… в Сусую. Если кого-то интересует другая арифметика, в деньгах, то это означает пускать по этой речке «бумажные кораблики», один стоимостью 1017600 руб., «второй» (НДС) (налоговая же!) – 183168 руб. Ежедневно. Круглый год.
А с помощью теплового насоса в южную часть города можно добавить 50 Гкал тепла в час. Так это еще не все. Можно обеспечить горячее водоснабжение города, в том числе на время профилактики головных магистралей ТЭЦ, без перерывов! Но и это не все. Тепловой насос особенно хорошо работает по схеме: сюда – тепло, туда – холод. А помните, мэр нам обещал: «Город достоин лучшего!»? Так вот, как раз и темка подходящая для выполнения тех обещаний(!) – с помощью теплонасосной установки Южно-Сахалинск может заиметь на очистных сооружениях свой крытый каток (вкупе с теплицей, оранжереей или зимним садом), работающий круглый год!
После этих «открытий» не могу представить, как, сидя на таком гигантском источнике тепла, сами работники очистных сооружений греются «от костра», т. е. от собственной котельной на мазуте. (Иногда даже ночами… слышу, как специалисты за рубежом хохочут!).
Еще помечтаем? Вы наверняка видели издали, что в районе ТЭЦ стоят три здоровенные «дуры», по-научному, градирни. Назначение их очень важное – охлаждение циркуляционной воды атмосферным воздухом. От температуры этой воды зависит КПД турбин. Так вот, через этот обязательный технологический процесс, к которому мы все так привыкли, «улетает в небо» гигантское количество тепла (до 40 проц. топлива). А тепловой насос готов выполнить эту же работу, ничего «не потерять» и принести дополнительную пользу. По нашим предварительным оценкам, дефицит тепла в городе можно сократить как минимум на 100 Гкал/ч, одновременно повысив и КПД, и надежность всей установки.
Чтобы еще полнее раскрыть уникальные возможности применения тепловых насосов, поехали дальше. Вот село Советское. Здесь для обогрева жилых домов, школы и детсада работают три маленькие котельные на керосине. Работают «на полном серьезе». Котельные-то маленькие, а керосина за зиму получается много, а он такой дорогой. И как раз «под деревней» лежит пласт с термальной водой, температура которой 65 градусов.
Это что за пласт такой? Едем в Сахалинскую гидрогеологическую экспедицию, владеющую «тайнами подземного двора». Вот что нам рассказал руководитель предприятия Александр Макарович Харитонов. Да, действительно, богаты наши недра теплом. Каждые 100 м вглубь добавляют нам 3,4 градуса тепла. Как раз в Долинском районе, южнее села Советское, располагается так называемая «Северо-Поярковская площадь». Это территория в 67 квадратных км, тепловая энергия которой оценивается в 13 млн. тонн условного топлива.
Чтобы вы, дорогие читатели, не ломали голову, много это или мало, честно вам признаюсь – с такой «грелкой» город Долинск может прожить без угля 1200 лет! Остается только «прижать» эту «грелку» к телу этого самого Долинска! Причем технически это совсем не сложно.
Едем дальше. Вот Сахалинская ГРЭС. На моем месте Михаил Задорнов сейчас бы воскликнул: «Сядьте все поудобней, покрепче! Наберите побольше воздуха в легкие! Ну что, набрали?». Но я не Задорнов. Буду рассказывать своими словами.
В 1974 году я занимался наладкой тепловых сетей поселка Восток. Невостребованный тепловой потенциал ГРЭС меня в то время буквально поразил. Но в то время и экономика энергетики, экономика сжигания топлива были совсем другими. Да и традиционный подход к решению вопросов передачи тепла на большие расстояния ограничивал наши возможности.
А сегодня, да еще с тепловыми насосами? Два часа без остановки мы беседовали с Юрием Марковичем Петиным, генеральным директором ОАО «Энергия», лауреатом премии РФ 2004 года, на тему энергосбережения «в новом свете». И когда он мне рассказал об эффективности передачи тепла от скважины на Паратунке до Елизово, что на Камчатке, на расстояние 70 км (!!!), я тогда же понял, что я вам сейчас расскажу. Но с новой строки.
А расскажу я вам, что с помощью ТН под «тепло Сахалинской ГРЭС» мы сегодня имеем прекрасную возможность закрыть (точнее, вывести в резерв) все котельные Поронайска, Вахрушева, Гастелло, Тихменево, Леонидово плюс Востока. Тепла хватит всем! И, как выразился Юрий Маркович, и экономической эффективности от реализации этого предложения хватит всем «участникам пробега». И надолго! В свою очередь, он дал гарантию поставки теплонасосного оборудования под наши проекты.
Мешает непонимание
После всего рассказанного ожидаю вопросов читателей: что же нам-то мешает? Почему, несмотря на колоссальную рентабельность, тепловые насосы у нас не идут? Наконец, как можно в свете сегодняшнего понимания вопросов энергосбережения топтаться на месте?
Ответов много: нет инвесторов, нет заказчиков, нет денег, нет возможности и еще много-много чего нет.
А на самом деле ответ один – нет должного понимания важности этого вопроса. Само по себе это печально. Но еще печальней то, что в это же время «конкистадоры от науки» всех мастей шлют в адрес глав администраций письма с предложениями от прямолинейного «купи железяку – согреешься бесплатно» до «мини-ТЭЦ в деревне». Они не утруждают себя соответствующими расчетами, обследованиями, обоснованиями, не думают, что, прежде чем применить хоть какую, пусть даже самую разрекламированную тепловую установку, нужно переделать много черновой проектной работы по оптимизации теплоснабжения или хотя бы… опробовать на месте знаменитую формулу из физики седьмого класса.
Я с большим уважением отношусь к труду горняков, рыбаков, геологов, учителей, врачей, сельских тружеников. Но совершенно уверен, что в сегодняшней не всегда ясной обстановке рыночных преобразований надо повнимательней приглядеться к экономическим приоритетам, в чем-то себя ограничить, но дать зеленую улицу тепловому насосу. И предоставить проектировщикам возможность внести свою лепту в выполнение закона «Об энергосбережении». Чтобы завтра всем облегчить жизнь.
Уверяю вас, уважаемые читатели, инженерная мысль работает. Осталось дождаться только «политической воли»!