Экологическая и энергоэффективная столица Германии

Во Фрайбурге много велосипедов, даже для Германии

На первый взгляд Фрайбург похож на многие другие города Германии: чистота и порядок на улицах, обилие пешеходных зон, развитый общественный транспорт, повсюду велодорожки. Но стоит только посмотреть внимательнее — и замечаешь: велосипедистов в городе много даже для Германии, да еще ручей этот… Шутка ли — мостовая, трамвайные пути и… ручей. Чистый — в верховьях воду из него можно пить без опаски.

А еще по всему городу установлены информационные табло, позволяющие следить за содержанием в воздухе озона, углекислого газа и других веществ.

Все это нам удалось увидеть благодаря компании Testo, организовавшей увлекательную и весьма познавательную экскурсию в этот уголок Германии…

«Зеленый» район

Фрайбург, расположенный в самом живописном месте Германии, в земле Баден-Вюртемберг, недалеко от Франции и Швейцарии, называют экологической столицей страны.

Прямо в городе текут прозрачные ручьи

Стремление людей жить поближе к природе в сочетании с традиционной для немцев расчетливостью дало удивительный результат в виде района Ваубан, застроенного домами, не потребляющими энергию (пассивными домами).

Дерево, стекло и немного бетона — вот и все, что нужно для возведения каркаса и стен здания, жители которого не платят за электричество, а наоборот, получают деньги за передачу «зеленой» энергии в городскую сеть. Нулевое энергопотребление обеспечивают современные технологии отопления, вентиляции и автоматизации, а также применение возобновляемых источников энергии.

Строительство такого дома начинается с выбора участка и ориентации будущего здания по сторонам света для того, чтобы максимально задействовать площадь крыши. На ней размещают преобразователи солнечной энергии: фотоэлектрические панели, солнечные коллекторы для подогрева воды. Кроме того, важно учесть розу ветров и поставить дом так, чтобы его сопротивление ветру было наименьшим. Кстати, нулевое потребление таким зданиям обеспечивает не только солнечное излучение — ветряков различной мощности в горах вокруг хватает.

Немецкая зима теплее нашей, но это, тем не менее, зима. Нужно отдать должное современным материалам, благодаря которым теплоизоляция в таких домах великолепна. Впрочем, дело тут не только в материалах, но и в подходе, и в кадрах. После Второй мировой войны Фрайбург попал во французскую оккупационную зону, и с тех времен остались дома, построенные французскими инженерами. Их теплоизоляция выполнена не менее безупречно. Это отлично видно в цифровые тепловизоры, которыми нас вооружила компания Testo. Традиция экономии у европейцев давняя, это факт.

Но вернемся к инженерным системам пассивного дома. Зимой, в период максимального потребления энергии, главным ее источником служит когенерационная установка на деревянной щепе (woodchip power plant). Это топливо экологически нейтральное и доступное, к тому же полностью возобновляемое, а общий КПД такой станции — более 90%. Применение низкотемпературных бойлеров позволяет использовать вырабатываемое тепло наиболее полно.

Дома с нулевым потреблением построены из современных, экологичных материалов. Да и архитектура вполне достойна

Воду немцы тоже не растрачивают попусту. В обычном доме вода из водопровода, имеющая температуру около 10 градусов, в процессе использования нагревается до комнатной температуры и — сливается в канализацию. В энергоэффективном здании все происходит иначе. Сначала тепловой насос снимает со стоков лишнее тепло — то, которое вода получила в доме. Затем стоки разделяются на серые и черные, серые очищаются и снова идут в оборот, а черные, богатые органикой, поступают на биостанцию, где из них вырабатывается биометан, который затем используется в когенерации так же, как и природный газ, поскольку очень близок к нему по составу. В одной только Германии эксплуатируется около 700 000 установок, работающих на биогазе и биомассе. А в энергобалансе Дании доля биогаза составляет уже около 20 %. Биогаз — топливо весьма полезное, так как позволяет произвести контролируемое разложение органики и захват метана, который иначе просто ушел бы в атмосферу. Метан — один из виновников глобального потепления и, как считают некоторые экологи, во многом ответственен за разрушение озонового слоя. Так что сжигание биометана и превращение его в углекислый газ — дело благое еще и с точки зрения Киотского протокола.

Солнечными фотоэлементами покрыта вся крыша пассивного здания

Впрочем, вклад населения района Ваубан в экологию не исчерпывается одним этим. У пассивных домов не увидишь ни одного автомобиля. Хочешь доезжать на колесах до подъезда — купи велосипед или скутер. Машину же изволь оставлять на парковке. Причем парковка крытая, а вся крыша покрыта солнечными батареями.

Казалось бы, чего еще желать — удобный экологичный дом в отличном зеленом районе, самое современное оборудование, живи да радуйся! Но далеко не всем в Германии нравится такое жилье. Фрайбургу действительно очень повезло с климатом даже по немецким меркам. Холода там очень умеренные, отопительный сезон короткий. Поэтому проживание в таких домах комфортно. В более прохладной местности не до пассивности — было бы тепло. Пассивный дом там считается холодным, к тому же люди, как и у нас, хотят иметь возможность «открыть в доме окна и глотнуть свежего воздуха». Куда большее распространение получили здания с низким энергопотреблением (менее 40 кВт•ч на квадратный метр в год), тогда как «пассивным» называется дом с годовым потреблением энергии менее 15 кВт•ч на квадратный метр.

Германия в 2020 году

Европейские директивы предписывают к 2020 году на 20% сократить выбросы CO₂, и на те же 20 % увеличить энергоэффективность и долю энергии, получаемой из возобновляемых источников. В Германии рассчитывают, что последний показатель к указанному сроку вырастет до 35–40%.

По данным отраслевой ассоциации BDH (www.bdh-koeln.de), сегодня в Германии эксплуатируется около 7,7 миллиона газовых бойлеров, 3 миллионов конденсирующих бойлеров, 700 тысяч бойлеров на биомассе и биогазе, 5,7 миллиона бойлеров на жидком топливе. Около 80% нагревательных агрегатов в Германии имеют недостаточную эффективность и нуждаются в модернизации или замене. Лишь 13% энергетических систем зданий задействуют возобновляемые источники энергии.

Немецкий подход к вопросам экономии энергии прост: чтобы эффективно расходовать ресурсы, требуется слаженная работа всей системы. Нужно, чтобы бойлер работал в комбинации с современной системой переноса и распределения тепла, оснащенной столь же современной системой автоматики. Аналогичная ситуация с кондиционированием и вентиляцией: никаких массовых установок «сплитов», только энергоэффективные центральные системы. Повсеместно внедряется тригенерация: производство тепла, холода и электричества. В области когенерации актуальны микроагрегаты на основе одноцилиндровой газопоршневой машины или двигателя Стирлинга.

В Ваубане развит общественный транспорт, а вот машин не очень много

Конечно, без сжигания топлива пока не обойтись, но все же пример Фрайбурга показывает, насколько перспективно использование возобновляемых источников энергии. По данным профессора Эйке Вебера, руководителя Фраунгоферовского института солнечных энергосистем (ise.fraunhofer.de), энергия из этих источников становится дешевле, причем солнечная энергия дешевеет быстрее всех! С каждым годом в Европе и США появляется все больше установок преобразования энергии Солнца. Технологии также не стоят на месте, появляются новые многослойные элементы с более высоким КПД. Если в 1990 году на рынке было примерно 30% элементов на основе кристаллического кремния и ватт мощности стоил около 10 евро, то сегодня доля кремниевых элементов — более 90%, а стоимость ватта — примерно 3,5 евро. К 2020 году его цена не будет превышать 1 евро.

К 2030 году общая потребность в энергии достигнет 30 ТВт (30000 ГВт) и доля солнечных панелей в этой выработке будет не ниже 10%, а по оптимистичным подсчетам — 30–40%. Это означает, что в следующие годы вероятен сверхбыстрый рост рынка солнечных элементов, тем более что он имеет соответствующую технологическую поддержку.

Вместо заключения: а что у нас?

В России, по различным оценкам, в модернизации нуждается до 98 % оборудования, задействованного в системах энергоснабжения зданий. Это, с одной стороны, огромное отставание, с другой — невероятно большое поле для деятельности. В 2009 году был принят федеральный закон, установивший жесткие требования к энергопотреблению зданий и сделавший энергоаудит обязательным для всех объектов с потреблением ресурсов более чем 10 миллионов рублей в год. При этом энергоресурсы дешеветь не собираются. Именно такие посылки и подтолкнули Германию на путь экономии энергии — может, сработает и у нас? В Германии собственник здания, установивший конденсирующий бойлер и задействовавший солнечную энергию для выработки электричества и тепла, может рассчитывать на помощь государства, которое вернет ему до 15% его вложений. Интересно, какими мерами будут стимулировать модернизацию оборудования у нас?

Статью подготовил Сергей Бучин. Автор и редакция благодарят нашего партнера компанию Testo Rus за помощь в сборе информации