1.9. Сокращение потребления электроэнергии датскими электроприборами на 74 процента
1.9. Сокращение потребления электроэнергии датскими электроприборами на 74 процента
Примерно 30–50 % электроэнергии в большинстве промышленных стран (в Дании — 45 %) расходуется на электрические приборы и установки (включая бытовое освещение, горячую воду и вентиляцию) в жилых домах и в сфере услуг. Весьма тщательный и подробный анализ, проведенный в Техническом университете Дании по основным видам бытового оборудования, показал, что можно поддерживать современный уровень таких услуг, как охлаждение, чистка и уборка, приготовление пищи и снабжение чистым воздухом, используя лишь 26 % от сегодняшнего потребления электроэнергии, если направить усилия на разработку и реализацию эффективной энергосберегающей технологии (Нергард, 1989).
Расчетные дополнительные затраты на такие энергосберегающие приборы и оборудование в среднем составляют 2,5 цента на сэкономленный киловатт-час, что эквивалентно стоимости топлива для электростанции, сжигающей сырую нефть по цене 14 долларов за баррель. Большую часть сбережений можно получить путем использования уже имеющихся на рынке лучших приборов и устройств, дополнительные затраты на которые составляют в среднем 0,6 цента на сэкономленный киловатт-час. Эти затраты на сэкономленную энергию могут немного увеличиться с учетом несколько большего объема отопления помещений, которое потребуется, когда приборы и устройства станут более эффективными (поскольку раньше две пятых их энергии давали полезное тепло типичному датскому дому). Но в действительности затраты даже сократились благодаря появлению более совершенных технологий.
Как может такая страна, как Дания, которая уже относительно эффективно экономит энергию, в 4 раза повысить экономичность типичного бытового оборудования по сравнению с 1988 г.? В общем-то, это не так трудно. Судите сами.
• Лучшие изоляция, компрессоры, охладители, теплообменники и регуляторы уже уменьшили годовое потребление энергии, необходимое для типичного датского 200-литрового холодильника (без морозильника), с 350 киловатт-часов для старых аппаратов, еще бывших в продаже в 1988 г., до 90 киловатт-часов для новых образцов 1988 г., пользующихся наибольшим спросом. Датский опыт продемонстрировал возможность снижения потребления до уровня 50 киловатт-часов, благодаря использованию усовершенствованной схемы мотор/компрессор либо «бесплатного» охлаждения за счет обычно холодного наружного воздуха. Как отмечено в разделе «Суперхолодильники», эти оценки оказались заниженными: описанный подход снизил в одной из новейших голландских машин потребление до 50 киловатт-часов, последний вариант ИРМ дошел до 38 киловатт-часов, а добавление вакуумной изоляции в голландский вариант сократило бы энергопотребление примерно до 30 киловатт-часов.
• Лучший морозильник на датском рынке в 1988 г. потреблял электроэнергии примерно на 64 % меньше, чем средний, используемый в то время (180 против 500 киловатт-часов в год примерно на 250 литров), но более совершенная конструкция может легко дойти до 100 киловатт-часов в год, т. е. сократить расход на 80 %. Такое же сокращение на 80 % вполне достижимо и для сочетания холодильник-морозильник.
• Средняя датская бытовая стиральная машина производительностью в четыре килограмма в 1988 г. работала около 200 раз в год (при этом использовалось примерно столько же времени, сколько требовалось для стирки белья вручную в предыдущем поколении!). Вместе с обычным европейским электрическим подогревателем для поступающей воды она потребляла около 400 киловатт-часов. Но лучшая доступная модель расходовала лишь 115 киловатт-часов, что можно сравнить с лучшей стиральной машиной на рынке США к 1994 г. Четко просматривались дальнейшие пути сокращения потребления электроэнергии до 40 киловатт-часов (замена электрических источников нагрева воды на неэлект-ричеекие). Усовершенствования касались не только самой стиральной машины. Было улучшено также качество моющих средств, некоторые из них могут эффективно растворять жиры даже в холодной воде. В ряде машин были разделены и оптимизированы процессы замачивания (для которого требуется концентрированное моющее средство) и механического перемешивания (для которого требуется больше воды). В числе инноваций — датчики, продолжающие добавлять воду и мыло до тех пор, пока вода, в которой полощется белье, не будет выходить чистой и нежирной, и затем прекращающие их подачу. В этих машинах расход энергии и мыла сокращается во много раз по сравнению с «глупыми» машинами, не имеющими датчиков.
• Расход электроэнергии посудомоечными машинами также удалось уменьшить со средней в 1988 г. величины в 500 киловатт-часов в год (с использованием 4 раза в неделю), или с 310 киловатт-часов в год для доступной тогда лучшей модели, до 165 киловатт-часов в год благодаря улучшенной конструкции или даже до 35, если для нагревания воды использовались другие источники. Основные усовершенствования относятся к двигателям и насосам, качеству моющих средств, теплоизоляции и системе управления.
• Аппараты для сушки одежды, в среднем потреблявшие в 1988 г. 440 киловатт-часов в год при 130 загрузках по 3,5 кг, могли быть доведены до 350 киловатт-часов в год для лучших сушилок 1988 г., до 180 для еще более совершенных моделей и лишь до 100 киловатт-часов при использовании неэлектрического нагрева. Наиболее очевидные усовершенствования относятся к изоляции, двигателям с высоким к.п.д., улучшенной системе управления, тепловым насосам и, возможно, микроволновой сушке. Существенная экономия достигается, кроме того, благодаря значительному увеличению скорости вращения одежды (при этом прирост потребления энергии двигателем в 19 раз меньше, чем последующее уменьшение расхода энергии на сушку), к тому же машины автоматически встряхивают одежду для удаления складок.
• Датское кухонное электрооборудование в 1988 г. обычно расходовало порядка 700 киловатт-часов в год, но лучшие существовавшие тогда модели потребляли только 400, а самые современные, в которых использовались передовые технологии, могли работать еще лучше, потребляя 280 даже без перехода на природный газ. Некоторые усовершенствования в электроплитах очень просты. Это, скажем, лучший термоконтакт между нагревательным элементом и кастрюлей (в обычную кастрюлю, как правило, попадает только 30 % тепла), встроенные нагревательные элементы, духовки с улучшенной изоляцией, изолированные кастрюли и скороварки. Группа исследователей разработала электронный регулятор, измеряющий температуру на дне кастрюли и обеспечивающий ровно столько тепла, сколько необходимо. Даже классический датский рисово-молочный пудинг, который обычно надо тщательно перемешивать, чтобы не пригорало молоко, получался великолепным вообще без всякого перемешивания!
• Другое важное устройство, — маленький насос, обеспечивающий циркуляцию горячей воды от печи по всему дому. Стандартный датский насос в 1988 г. потреблял 65 ватт, хотя фактически для циркуляции воды требовалось всего лишь порядка 1 ватта. К 1988 г. более дешевый 20-ваттный насос и улучшенные регуляторы сократили потребление с 400 киловатт-часов до 100 киловатт-часов в год. Более экономичная 5—10-ваттная модель, в которой использовалась новая технология, могла, очевидно, снизить потребление до 50 киловатт-часов в год. Разумеется, сверхизоляция и вентиляционная регенерация тепла, а также суперокна способны значительно уменьшить размер печи или даже устранить необходимость в ней и, следовательно, в ее циркуляционном насосе.
• Вентиляция в больших зданиях и в относительно воздухонепроницаемых домах часто крайне неэффективна. К.п.д. общепринятых в Северной Америке вытяжных вентиляторов, устанавливаемых на кухне и в ванной комнате, составляет всего 1–3 % (японские модели по той же цене более эффективны). Датские исследователи установили, что для систем, обслуживающих весь дом, лучшее доступное на рынке в 1988 г. оборудование могло сэкономить 45 % энергии, а более совершенное даже до 85 %. Тем не менее и эти показатели не предел: лучшая сингапурская технология, используемая в зданиях очень большого размера, которые, по определению, должны быть более экономичными, в среднем сберегает около 90 % энергии и понижает капитальные затраты.
• По прогнозам датских аналитиков, от других приборов (главным образом, телевизоров) можно ожидать экономии лишь на 30 % в краткосрочной перспективе и на 50 % за счет применения передовых технологий. Ясно, однако, что эта оценка занижена. На сегодняшнем рынке никого не удивляет и более ощутимая экономия, причем она никак не связана со стоимостью оборудования.
Что происходит, когда складываются все эти вполне доступные и оправданные способы экономии? Потребление электроэнергии сокращается на 74 % благодаря использованию передовых технологий, которые уже были реализоваы в 1988 г. и стали доступны на рынке с 1994 г. (если их не превзошли лучшие образцы). Только одни эти мероприятия сохранили или улучшили бы качество обслуживания при одновременном снижении среднего потребления электроэнергии электроприборами и освещением на душу населения в Дании с 3200 киловатт-часов до 825 киловатт-часов. Если добавить сюда экономию от замены электричества на другие источники тепла, то сбережения составили бы 80 % — величина, которая уже достижима применительно к освещению (раздел 1.11), — а энергопотребление на душу населения сократилось бы до 620 киловатт-часов в год. И, как подчеркивают датские эксперты, затраты на такие сбережения электроэнергии, на каждый сэкономленный киловатт-час, меньше, чем затраты на дополнительное производство электроэнергии в любой части света.
Специальный анализ, проведенный в 1983 г. той же командой, показал возможность экономически эффективных сбережений потребляемой в Дании электроэнергии на 72 % для охлаждения и на 65 % для отопления. Сегодня обе цифры можно было бы значительно повысить, например, благодаря суперокнам. Действительно, к 1987 г. официальный анализ Министерства энергетики установил энергосберегающий потенциал величиной в 66 % для потребляемой в Дании электроэнергии на охлаждение и в 62 % для вентиляции, исходя из предположения, что появление новых технологий на рынке будет происходить скорее спонтанно, а не в результате целенаправленной политики.