Еще несколько лет назад о тепловых насосах знали лишь немногие специалисты. Сейчас это модная тема профессиональных дискуссий, но все равно увидеть «вживую» тепловой насос на какомлибо объекте удавалось немногим, даже среди специалистов нашей отрасли. Как на практике продвигается процесс внедрения этого оборудования в нашей стране и какова Ваша оценка спроса на ближайшие несколько лет? А.И. CАВИЦКИЙ: Теплонасосные установки давно и активно используются во всем мире — в настоящее время это основное средство замещения невозобновляемого органического топлива. Приблизительная оценка количества установленных тепловых насосов — 20 млн. В России это направление пока развито достаточно слабо, несмотря на то, что первые теплонасосные установки появились в нашей стране еще в 1985 году. Этому есть несколько причин. В Советское время электроэнергия ничего не стоила, да и сейчас цена энергоресурсов еще не так сильно давит на нас, как это происходит на Западе. Кроме того, средний класс, давно сложившийся в европейских странах, у нас только зарождается. А основной потребитель тепловых насосов именно средний класс — богатые люди, как правило, не считают затраты на электричество, им эта экономия не интересна. Тем не менее, я уверен, что в очень недалекой перспективе, когда цена на электричество сравняется с европейской, а это произойдет обязательно, теплонасосную технику в нашей стране ждет большая перспектива. И еще в скором времени производствам придется платить за выбросы в рамках Киотского протокола, что также актуализирует этот процесс. Еще один тормоз повсеместного внедрения энергосберегающих технологий — неосведомленность. У подавляющего большинства россиян термин «тепловой насос» вызывает ассоциацию с насосом, который перекачивает теплую воду. На самом деле это элементарный обратный холодильный цикл. Чтобы было проще представить принцип работы теплового насоса, можно провести параллель с бытовым холодильником: испаритель морозильника вытягивает тепло из продуктов и выделяет его сзади на конденсаторе, а тепловой насос способен забирать тепло из любых низкопотенциальныхисточников энергии: с градирни, со сливов, в том числе канализационных, из любого водоема, грунта и т. д. При этом на один затраченный на привод компрессора кВт электроэнергии можно получить 3; 4; 5 кВт тепла, в зависимости от температуры квартирных теплоприборов: если 60°С, то 1:3, а если теплые полы, как это распространено в Европе, то соответственно выше — 1:4–1:5. На этом основано 50 % теплопотребления в Швеции. Мы же тратим на обогрев одного м3 в 4–5 раз больше первичных энергоресурсов! Возможности применения тепловых насосов в нашей стране колоссальные, уже сегодня нам поступает множество звонков не только от организаций, но и от частных лиц, процесс внедрения энергоэффективного оборудования, на мой взгляд, уже пошел и будет в дальнейшем только набирать обороты. Покупка теплового насоса это, наверное, очень дорогое удовольствие? А.И.: Вопрос о стоимости всегда относительный. Конечно, купить тепловой насос на дачу не все могут себе позволить, но если в мире их уже 20 млн, значит потребители понимают, что это выгодно. На Западе вложения окупаются через 1–2 года, у нас пока дольше, но зато это техника, которая будет обеспечивать существенную экономию всю оставшуюся жизнь. Во многих странах развита система кредитования покупки теплонасосного оборудования, его приобретают в рассрочку, я думаю, это возможно будет и у нас. Каковы перспективы применения теплонасосных технологий в промышленных отраслях? подпиточной сетевой воды на ТЭЦ; нагрев сетевой воды для коммунального теплоснабжения с использованием тепла обратной сетевой воды; утилизация тепла охлаждающей воды технологических печей для промышленного теплоснабжения; утилизация тепла воды, охлаждающей конденсаторы турбин на ТЭЦ и ТЭС; централизованное теплоснабжение с тепловыми насосами на КЭС и ЦТП; можно использовать энергетические ресурсы зоны МКАД, например, для обогрева дорожного полотна или теплоснабжения жилищно-коммунальных объектов; огромную пользу могут принести тепловые насосы на АЭС для уменьшения теплового загрязнения прудов-охладителей и т.д. Можно ли привести конкретные примеры объектов, на которых уже установлены тепловые насосы? Насколько эффективными они себя проявили? А.И.: Конечно. Из материалов, поданных на «Премию Правительства РФ» группой крупных ученых и специалистов, по теплонасосной тематике можно привести ряд цифр и примеров. С 1990 года было внедрено более 200 тепловых насосов отечественного производства. По нашим подсчетам, экономия за этот период составила более 400 000 т.у.т. (тонн условного топлива). Приведу лишь несколько примеров реализованных на базе теплонасосных установокобъектов: это теплоснабжение Новосибирского металлургического завода с утилизацией тепла охлаждающих печей; горячее водоснабжение шахты «Осинниковская» ОАО «Кузнецк-уголь» с утилизацией тепла шахтных вод; теплонасосная установка на очистных сооружениях Медикоинструментального завода в городе Ворсма Нижегородской области — использует тепло канализационных стоков и тоже показывает неплохие результаты; в Новгородской области при помощи теплового насоса отапливается жилой дом, его жильцы реально ощутили эффект: при централизованном отоплении температура теплоносителя на входе в систему не превышала 35°С, а сейчас обеспечен нормативный режим. Установка теплоснабжения и горячего водоснабжения больничного комплекса города Нерюнгри (республика Саха) и т.д. Если говорить о научных и инженерных изысканиях, над чем сейчас работают специалисты, усовершенствуя технологию тепловых насосов? А.И.: Прежде всего, это тенденция отказа от использования фреонов, как от неэкологичного и дорогого ресурса. Мы разработали тепловой насос на СО2 мощностью 20 КВт — это первый в мире тепловой насос на диоксиде углерода такой мощности. Используя в качестве источника низкопотенциального тепла грунтовую воду температурой 8°С, он способен вырабатывать энергию для теплоснабжения индивидуального дома с температурой в контуре сетевой воды 85°С, воды ГВС — 60°С без использования дополнительных генераторов тепла. Диоксид углерода — природное экологически безопасное рабочее вещество. Он не разрушает озоновый слой, не токсичен и не горюч, кроме того, доступен в любых количествах и дешев. Сейчас мы продолжаем работать в этом направлении, понимая, что большая мощность тепловых насосов даст возможность более эффективного использования такого рабочего ресурса, как СО2. Проблема многих наших коллег на Западе, в том числе финских и шведских, с которыми мы активно взаимодействуем по изучению возможностей и эффективности тех или иных схем или веществ, — предстоящий вывод из обращения огромных тепловых насосов на фреонах. Это связано прежде всего с ратификацией Киотского протокола. Замена рабочего вещества для них — проблема номер один, потому что половина нагрузки по обеспечению тепла лежит на теплонасосных установках и придется в скором времени их менять на аналогичное по мощностным показателям, но более экологичное оборудование. Рабочее название проекта, над которым мы сейчас работаем, — «Создание теплонасосной установки на СО2 мощностью 23 МВт». Для примера, на каждой ТЭЦ Москвы от 4 до 8 градирен, каждая из которых, охлаждая воду с 28 до 20°С, теряет примерно 25–30 МВт низкопотенциальной энергии. Один 23-мегаваттный тепловой насос способен заменить градирню и при этом с коэффициентом 1:4–1:4,5 обеспечить температуру на уровне 80°С примерно для 10 тыс. человек. Стоимость гигокаллории электроэнергии меньше в разы, возможность экономии первичных энергоресурсов колоссальная. Сделаны ли какие-либо шаги по внедрению тепловых насосов в государственном масштабе? А.И.: В РАО ЕЭС был проведен научно-технический совет, где выступал с докладом Игорь Мартынович КАЛНИНЬ, заведующий кафедрой холодильной и криогенной техники МГУЭ, научный руководитель в фирме «ЭКИП», где было принято решение о внедрении тепловых насосов на 4-й ТЭЦ в Новосибирске и ряде московских ТЭЦ, но вероятно инвестиции идут в другие проекты, а этот почему-то остался за пределами приоритетных направлений РАО ЕЭС. Мы разработали для небольшого города Сосновый Бор в Ленинградской области проект внедрения 46-мегаваттной теплонасосной установки (2?23 мВт) на городской обратной сетевой воде. Температура обратной воды — 40°С, понижая ее при помощи нашей теплонасосной установки на 5–10°С, можно полностью ликвидировать газовые котельные, получая при этом большое количество дешевого тепла без вредных выбросов. Мы выиграли тендер в Министерстве образования и науки РФ на создание мощных теплонасосных установок на СО2 и сейчас с нашими партнерами создаем рабочую документацию на центробежные компрессоры и теплообменные аппараты. Возможно, даже не дожидаясь окончания сроков проекта, мы параллельно начнем подтягивать средства для более быстрого его осуществления уже «в железе», в Сосновом Бору или другом месте, где в этом будет острая необходимость. Для атомных станций занижение температуры «обратки» очень полезно, особенно в ночное время, когда тепловые насосы особенно эффективны за счет стоимости более дешевой электроэнергии идущей на привод компрессора. У нас есть заключение института атомных электростанций, подтверждающее это. Этот проект должен быть интересен и для других атомных станций, которые могут активно использовать теплонасосные установки, поскольку утилизация тепла для них головная боль. Если поставить тепловые насосы на утилизацию промышленных, канализационных стоков на всех станциях Москвы, то можно сократить на 10% потребление первичных энергоресурсов за счет использования безвозвратно теряемого тепла.