Характеристика источников выработки тепловой энергии. Перспективы применения нетрадиционных источников энергии для систем отопления и горячего водоснабжения

На отопление и горячее водоснабжение в России расходуется вдвое больше энергоресурсов, чем в развитых странах со сходными климатическими условиями.

К нетрадиционным видам источников энергии (НВИЭ) обычно относят низкопотенциальную энергию (геотермальную или сточных вод), солнечную, ветровую, энергию морских приливов и волн, биомассы (растения, органические отходы). К НВИЭ также принято относить малые ГЭС (мощностью до 30 МВт при мощности единичного агрегата не более 10 МВт), которые отличаются от традиционных - более крупных - ГЭС только масштабом. К преимуществам НВИЭ относятся повсеместная распространенность большинства их видов, экологическая чистота. Эксплуатационные затраты по использованию нетрадиционных источников не содержат топливной составляющей, так как энергия этих источников как бы бесплатная. Отрицательные качества - это малая удельная мощность и изменчивость во времени большинства НВИЭ. Первое обстоятельство заставляет создавать большие площади энергоустановок, «перехватывающие» поток используемой энергии (приемные поверхности солнечных установок, площадь ветроколеса, протяженные плотины приливных электростанций и т.п.). Это приводит к большой материалоемкости подобных устройств, а, следовательно, к увеличению капиталовложений.

Существенное улучшение экономических и экологических характеристик производства теплоэнергии можно достигнуть с помощью теплонаносных установок (ТНУ) поднимающих вторичную низкотемпературную (низкопотенциальную) теплоту до более высоких температур, пригодных для теплоснабжения. Кроме того, применение ТНУ позволяет приблизить тепловые мощности к местам потребления и минимизировать протяженность тепловых сетей, рассредоточить выбросы в регионе и получать в системах отопления 3 - 8 кВт эквивалентной тепловой энергии в зависимости от температуры низкопотенциальных источников затрачивая при этом 1 кВт электрической энергии (т.е. на 1 кВт-ч затрачиваемой электрической энергии приходится 3-8 кВт-ч полезной утилизированной тепловой энергии).

Согласно решениям Мирового энергетического комитета 70% теплоснабжения (промышленного и коммунального) в мире к 2020 г. будет осуществляться с помощью тепловых насосов ТНУ. Они широко применяются в США, Германии, Великобритании и Скандинавских странах.

Россия значительно отстает в этой области. Практическое использование ТНУ на данный момент находится на начальном этапе.

Значительным тепловым потенциалом располагают хозяйственно бытовые стоки коммунального хозяйства. Используя их, можно значительно снизить себестоимость тепловой энергии. Например, за счет температуры сбрасываемой горячей воды в квартирах (стоки), теплоты вытяжного воздуха систем вентиляции и кондиционирования потребление тепла в жилом секторе можно снизить до 30-40%.