Альтернативные источники энергии
Регулярное использование стандартных источников энергии приводит к их постепенному истощению. Причина состоит в том, что данные ресурсы формировались на протяжении длительного времени, и быстрому восстановлению не подлежат. С учетом того, что они создавались стихийно на протяжении миллионов и миллиардов лет, человечество на их пополнение рассчитывать не может.
Поэтому сейчас за основу взяты энергосбережение и энергоэффективность, о чем можно почитать в нашей статье. В этих условиях актуальным становится вопрос использования альтернативных источников энергии, преимуществом которых является их самостоятельное возобновление.
Общее представление об альтернативной энергии
Под альтернативной энергией понимаются природные явления, характерная черта которых — их регенерация. Если к невозобновляемым ресурсам относятся нефть, уголь, газ, то альтернативные варианты гораздо шире. Это многие явления природы: солнечная энергия, сила ветра, приливы и отливы.
Альтернативные источники энергии имеют большое количество преимуществ, которые состоят в следующем:
- Экологичность. Недаром они еще носят название «зеленые». Если при сжигании угля или нефти идут большие выбросы в атмосферу, то в данном случае они отсутствуют, и не загрязняется атмосфера.
- Доступность. Нет необходимости в поиске месторождений, поскольку часто альтернативные виды энергии лежат на поверхности.
- Экономия. Используемая энергия имеет очень низкую себестоимость.
Если рассматривать недостатки, то тут следует отметить зависимость от погоды и невысокий коэффициент полезного действия использования энергии.
Солнечная энергия
Солнечное излучение — мощный энергетический ресурс Земли. Правильное его использование дает возможность вести преобразование солнечного потока в тепловую и электрическую энергию. Небесное светило имеет возможность не только покрывать светом нашу планету, но и при правильном использовании излучения обеспечивать электрические сети достаточным количеством энергии.
Использование солнечной энергии ведется следующими способами:
- Освещение. Это очень эффективно проявляется при уличном освещении. Установленные беспроводные светильники используют в качестве энергии солнечный свет. Для этого, сначала, происходит его преобразование в электричество, которое на протяжении дня накапливается в аккумуляторах. В ночное время происходит его отдача.
- Отопление. Чтобы отопить дом, на крыше устанавливаются специальные панели способные поглощать солнечные лучи. Затем происходит их преобразование в тепловую энергию, с помощью которой ведется нагрев котла. Подобные панели можно использовать также для выработки электрической энергии с целью освещения помещения. Такое оборудование обеспечивает высокую степень экономии.
- Приведение в движение транспорта. В данном случае используется наиболее инновационный вариант, основанный на выработке фотоэлектрической энергии. Как результат в движение приводятся поезда, автомобили, автобусы и даже самолеты.
- Для мобильных устройств. Очень удобным вариантом является использование солнечной энергии для зарядки мобильных портативных электронных аппаратов. Для этого в телефонах, планшетах или электронных книгах устанавливаются специальные батареи способные накапливать в себе солнечную энергию, что является большим удобством для их пользователей.
Солнечное изучение относится к очень дешевому источнику энергии, поэтому ее использование является инвестированием в будущее.
Ветроэнергетика
Ветры, дующие на нашей планете, выдают столько энергии, сколько не могут обеспечить более 100 протекающих рек. Захватываемый турбинами воздушный поток преобразовывается там сначала в механическую, а затем и электрическую энергию. В качестве основного оборудования используются ветрогенераторы, состоящие из генератора, лопастей и системы управления. Вращение лопастей осуществляется под давлением воздушного потока. Подаваемая на генератор механическая сила преобразуется в электрическую энергию.
Преимущества использования передвижения воздушных масс выражаются в следующим:
- Выработка экологически чистого источника энергии. Работающее оборудование совершенно не загрязняет окружающую атмосферу.
- Низкие расходы. После установки оборудование нуждается только в обслуживании, поскольку для его работы не требуется топливо.
- Неисчерпаемость ресурса. Ветры дуют с самого начала существования планеты и этот процесс никогда не заканчивается.
К некоторому недостатку можно отнести потребность быстрого перемещения воздушных масс. Чтобы генератор работал нормально, скорость ветра должна составлять порядка 12-25 м/с и это является основным условием эффективности функционирования оборудования.
Гидроэнергетика
Движение воды обладает огромным ресурсом. Особенно это касается рек, где присутствует сильное течение. Чтобы использовать такую энергию, строятся гидроэлектростанции, в состав которых входят следующие компоненты:
- Дамба. Это земляное или каменное перекрытие, сдерживающее напор воды.
- Водозабор. Установленное на дамбе сооружение для отбора из водохранилища жидкости.
- Турбина. Механизм, вращающийся под напором воды и передающий механическую энергию на генератор.
- Генератор. Основной агрегат, производящий электрическую энергию.
Преимущества функционирования ГЭС состоят в следующем:
- Высокая экономическая эффективность и производительность. ГЭС работает без высоких эксплуатационных затрат.
- Надежность. Выражается это в способности работы ГЭС на протяжении многих десятков лет вне зависимости от изменений погоды.
- Чистота производства. При выработке энергии совершенно не загрязняется атмосфера.
- Управляемость. В случае необходимости всегда есть возможность сократить выработку электроэнергии при уменьшении на нее спроса.
Строительство ГЭС относится к сложному и дорогому процессу, но вырабатываемая электроэнергия имеет небольшую цену.
Энергия волн
Энергия волн также относится к неисчерпаемому источнику энергии, потому что их движение происходит постоянно. Волнообразование возникает под влиянием солнечных лучей, которые нагревают водную гладь, вызывая этим волнение поверхности. В дополнение к этому на величину волн влияют порывы ветра.
Для использования такого источника энергии применяются специальные установки. В состав конструкции входят камеры, нижней частью погруженные в воду, а удержание их на поверхности происходит за счет наличия поплавков, наполненных искусственным атоллом. Это буй-генератор, позволяющий аккумулировать энергию морских волн и вести дальнейшую их передачу на станцию, где она преобразовывается в электричество.
Преимущества такого оборудования выражаются в следующем:
- Монтаж конструкции возможен прямо на мостовых опорах, которые воспринимают на себя удары волн.
- Высокая эффективность. При достаточном волнении моря она выше, чем у ветрогенераторов.
Присутствие такой установки также позволяет заменить монтаж волногасителей, поскольку они представляют собой надежную преграду от движущихся валов.
Приливы
Под воздействием гравитационных сил планет и в первую очередь Луны уровень моря постоянно изменяет свое положение. Это выражается в формировании приливов и отливов, что влечет за собой появление течений, которые используются для генерации энергии. Обычно такие явления больше преобладают в прибрежных районах, поскольку там течение обладает особой силой. Именно поэтому монтаж установок ведется вдоль береговой линии. Используемое оборудование бывают 3 типов:
- Приливные турбины. Такие агрегаты представляют собой подводные мельницы. Расположенные в них турбины вращают водные потоки, а затем механическая энергия передается на генератор для выработки электрического тока.
- Приливные заграждения. Это огромные строительные конструкции, внешне напоминающие ГЭС, но больших размеров, поскольку они должны полностью перекрыть лиман или залив. Принцип действия заключается в переливе воды через плотину во время прилива и пропуска ее сквозь открывающиеся створки с вращением турбин при отливе.
- Приливные лагуны. Такие конструкции представляют собой также приливные заграждения, но меньших размеров. Фактически это электростанции, установленные на небольшой территории моря или океана.
Основным преимуществом такого возобновляемого источника энергии является его предсказуемость. Приливы и отливы будут происходить всегда, пока существует океан.
Гидротермальная энергия
На сегодняшний день геотермальная энергетика получила очень широкое распространение. Фактически данный метод открывает неограниченные возможности получения дешевого электричества. Его суть заключается в использовании тепловых источников, исходящих из недр Земли практически от самого ядра, раскаленного до температуры 3600⁰. Принцип добычи такого вида альтернативной энергии заключается в бурении скважин, через которые прорывается на поверхности тепло в виде пара, вращающего установленные турбины.
Отдельной разновидностью гидротермального источника является петротермальная энергетика, когда используется тепло сухих горных пород. Здесь за основу берутся такие данные как увеличение температурных показателей по мере отдаления от поверхности Земли. Это в среднем составляет 0,02° на метр. На отдельных участках местности при бурении скважин до 5 км температура может повыситься на 100°.
Петротермальные источники использовать намного удобнее, потому что они располагаются практически в любом месте. При этом гидротермальная энергия может быть найдена только в скрытых зонах вулканической деятельности. Это влечет за собой дополнительные трудности, связанные со сложностью доступа к источнику тепла.
При добыче гидротермальной энергии применяются следующие методы:
- Традиционный. Используется в тех случаях, когда по скважинному каналу к источнику тепла имеется прямой доступ.
- Фонтанный. За счет скопившегося в недрах земли пара излияние энергии происходит самостоятельно.
- С использованием насосных станций. Он применяется тогда, когда самостоятельный выход энергии отсутствует.
- Геоциркуляционный. Особенностью этого метода является то, что после отработки ресурса он обратно отправляется в недра Земли.
Большие запасы тепловой энергии, подаваемой на поверхность Земли, дают возможность экономить традиционное топливо, запасы которого с течением времени исчерпываются.
Биотопливо
Под биотопливом понимается биологическая масса, обработанная специальным термохимическим способом. В зависимости от своего агрегатного состояния оно бывает 3 типов:
- Твердое. Сюда относятся биотопливные брикеты. Это биоотходы, сырьем для которых является навоз или птичий помет. На основании разработанной технологии изготовление ведется путем просушки материала и дальнейшего его прессования. Другим вариантом твердого биотоплива являются гранулы, которые еще называются пеллетами. Для их производства используются отходы древесины в виде опилок, коры или щепы, а также может применяться солома.
- Жидкое. Сюда относятся такие вещества как биобутанол и биометанол, которые получаются из растительного сырья: хлопка, водорослей, рапса, сои. Полученное топливо используется для заправки двигателей.
- Газообразное. Это биогаз и биоводород. В первом случае сырьем выступают бытовые отходы, водоросли или трава. Биоводород получается путем проведения биотехнологических, биохимических или термохимических реакций.
Использование альтернативных источников энергии относится к настоятельной необходимости. Человечество с каждым годом потребляет все больше ресурсов, и этот процесс постоянно возрастает. Если сейчас не задуматься о будущем, то такое положение дел может закончиться катастрофой. Именно поэтому нужно переходить от классики до инноваций, о чем очень хорошо рассказывается в нашей работе.
Сэкономить с умом
Применение новых технологий и материалов ускоряет и удешевляет проектирование и строительство. Максимального положительного эффекта можно достичь при использовании новшеств в полном цикле работ.
По словам экспертов, ключевым способом снижения стоимости строительства является сокращение сроков проектирования и СМР (строительно-монтажных работ). В результате чего происходит высвобождение человеческих ресурсов, занятых на возведении объектов, и увеличение оборота средств.
Уменьшая сроки
По словам генерального директора ГК «Высота» Ирины Харченко, использование на этапе проектирования BIM-технологий позволяет сократить сроки будущих работ на площадке за счет повышения качества проектирования, сокращения количества ошибок и последующих правок. Это вдвойне актуально для зданий сложной конструкции и конфигурации. «При этом самый эффективный способ сокращения сроков СМР – четкая организация и параллельные работы на всех участках, где это допустимо. Также для ускорения монолитного строительства высотных зданий и сооружений дополнительно к башенным кранам и бетононасосам можно использовать бетонораспределительную стрелу. Данная технология позволяет организовать непрерывную заливку бетона и занятость персонала на площадке в три смены. Кроме того, зарекомендовавшей себя технологией ускорения строительства является использование сборно-монолитных элементов для лестниц, инженерных и лифтовых шахт. Поступая на строительную площадку в готовом виде, они существенно позволяют сократить время строительно-монтажных работ», – отмечает она.
По оценке генерального директора компании «КБК Проект» Василия Костина, внедрение различных новых технологий в проектирование и строительство позволяет снизить общую стоимость проекта на 10–30%. Это касается снижения прямых трат на строительство и проектирование благодаря использованию инновационных строительных материалов и технологий и снижения косвенных расходов на непосредственное управление проектом. «Мы, как проектная организация, стараемся снизить затраты для заказчика – в первую очередь, за счет комплексной проработки техзадания с использованием информационного моделирования вкупе с предложением обоснованных экономичных решений, таких как энерго- и теплосберегающие технологии», – добавляет он.
Тем не менее, сетует коммерческий директор компании RDI Валерий Кузнецов, о BIM в строительстве намного больше говорят, чем используют на практике. «Ограниченное применение BIM имеет свои причины. Это не стандартизированный продукт. Нет единой технологической платформы, на которой разрабатываются проекты. В каждом случае выполняется, по сути, отдельная программа работы с BIM. Экспертиза по-прежнему принимает проектную документацию в бумажном виде или в формате PDF даже при наличии BIM. Использование этого подхода будет ограниченным и в дальнейшем, пока правительство не сделает технологию обязательной. Сейчас мы видим разный уровень профессиональных знаний BIM у всех компаний, которые привлекаются к проекту. А это большие сложности для эффективного взаимодействия», – отмечает он.
IT-директор Группы ЦДС Михаил Орлов сообщил, что «цифра» сейчас внедряется не только в проектирование, но и в строительный процесс в целом. «Одним из наших приоритетов в последние два года был переход на цифровые технологии. Современные системы, такие как ERP (интегрирующий финансовый инструмент), система контроля качества строительства и BIM-проектирование, позволяют всем подразделениям компании находиться в едином информационном поле и четко координировать свою работу, что в конечном счете отражается на сроках и стоимости строительства. Применяемые технологии уже доказали свою эффективность. В частности, система контроля качества объектов позволяет координировать деятельность технадзора, генподряда и службы заказчика. От слаженности их работы во многом зависит скорость строительства», – подчеркнул он.
Улучшая качество
Представители строительной отрасли отмечают, что в последнее время появилось и множество стройматериалов, которые обеспечивают необходимое качество и при этом позволяют сэкономить.
Такие технические решения, говорит генеральный директор СК «Домино» Дмитрий Макеев, можно найти практически на каждой стадии строительства: от фундамента до кровли. На рынке существует современные материалы, которые с успехом заменяют материалы устаревшие. «Например, появились специальные изоляционные мембраны. При выполнении армирования, с учетом роста цен на металл, многие закладывают в проектные решения композитную арматуру, что позволяет снизить транспортные расходы и уменьшить сметную стоимость. Современные системы опалубки позволяют использовать их многократно, сокращая время на подготовку и минимизируя издержки на доску. Также на рынке появляются новые стеновые материалы, которые обеспечивают высокую скорость кладки, а простота выполнения работ позволяет привлекать менее квалифицированную рабочую силу. При этом крайне важно, чтобы новый на рынке материал имел под собой серьезную научно-техническую базу, успешно пройденные испытания, разработанные альбомы технических решений», – отмечает он.
По словам руководителя инженерно-технического центра ТЕХНОНИКОЛЬ Алексея Арабова, снижение стоимости строительства при сохранении высокого качества и надежности является одним из приоритетов. «Для реализации данной цели мы активно работаем сразу в нескольких направлениях. Первое – это производство материалов и применение технологий, увеличивающих скорость строительства. В качестве примера можно привести кровельные материалы, которые монтируются методом механического крепления, а также системы клиновидной изоляции для устройства уклонов. Это позволяет существенно увеличить скорость монтажа, что особенно актуально при строительстве зданий и сооружений с большой площадью крыш. Второе – это разработка новых типов ограждающих конструкций. Так, мы разрабатываем бесстяжечные системы изоляции крыш. Это решение позволяет отказаться от применения стяжки, что значительно сокращает стоимость самой конструкции, существенно увеличивает скорость монтажа. Третье – применение композитных материалов. Основной плюс таких решений состоит в том, что один или несколько процессов, которые ранее выполнялись на объекте, уже сделаны на производстве», – отмечает он.
В целом, резюмирует специалист, для правильной оценки эффективности новых технологий нужно использовать оценку стоимости жизненного цикла конструкций. Не всегда снижение стоимости на этапе строительства приводит к желаемому эффекту. Очень важно при сравнении различных материалов и технологий оценивать стоимость, приведенную к сроку их безремонтной эксплуатации.
Мнение
Сергей Терехов, директор по продажам H+H:
– К строительному сезону H+H («Эйч плюс Эйч») представила обновленную формулу всесезонного клея H+H LimFix для кладки газобетонных блоков. Благодаря этому собственному инновационному продукту H+H процесс возведения всех видов наружных и внутренних стен из газобетона, включая несущие, оказывается более быстрым и выгодным. Так, один баллон обновленной версии клея Н+Н LimFix позволяет склеивать в 2 раза больше газобетонных блоков по сравнению с предыдущим вариантом – до 2 куб. м вместо прежнего 1 куб. м. Клей LimFix, поставляемый в баллонах, полностью готов к применению. Так что не тратится время на разведение сухого клея, полностью исключены «мокрые» процессы.
Занижая расценки
Из-за падения строительной активности на рынке топографических услуг существенно выросла конкуренция и усилился ценовой демпинг.
В настоящее время в Санкт-Петербурге и Ленобласти работает около сотни инженерно-изыскательских организаций. В частности, они предоставляют услуги топографической съемки местности, на которой впоследствии будут возведены здания, дороги или коммуникации. Стоимость съемки зависит от характеристик участка и конкретного объекта. При этом игроки рынка отмечают, что цены на топографические работы у некоторых организаций существенно занижены, а предоставляемые услуги не всегда качественны.
Реалии рынка
По словам главного инженера ООО «Изыскатель» Кирилла Черняка, в настоящее время самой актуальной проблемой для изыскателей является уменьшение объемов строительства и, как следствие, сжатие рынка геодезических и топографических работ. Также наблюдается массовый переход геодезистов из изыскательских организаций в строительные компании, связанный с уровнем заработной платы. «Кроме того, существует огромное количество фирм-однодневок, представленных двумя-тремя специалистами и оказывающих значительное ценовое давление на рынок в сторону снижения стоимости работ. В результате этого у многих серьезных изыскательских организаций значительно снижаются доходы, и по этой причине рост зарплат сотрудников становится невозможным. С другой стороны, в последнее время наблюдается демпинг и со стороны особо крупных компаний. Таким образом они пытаются задавить конкурентов и захватить рынок. В данном случае нужен жесткий контроль со стороны ФАС», – считает он.
Кирилл Черняк отмечает, что ценовой демпинг, снижение уровня оплаты труда специалистов и, как следствие, потери в качестве работ – характерны не только для геодезии, но и для всей строительной отрасли в целом. По его словам, для исправления сложившейся ситуации необходимо усилить контроль качества работ на всех этапах, повысить ответственность компаний-застройщиков, ввести минимальный почасовой уровень оплаты труда по специальностям и категориям. Также важно улучшить доступ к госзакупкам для небольших компаний, отрегулировать действующую нормативную базу и т. д.
Заместитель генерального директора ООО «Гильдия Геодезистов» Сергей Лазарев также считает, что специфика этого сегмента петербургского рынка на данный момент выражается в большом количестве изыскательских организаций в городе и небольшой цене выполнения работ. «Тем не менее, проблема компаний-однодневок не стоит остро, так как для выполнения изысканий, во-первых, требуются допуски СРО, а во-вторых, наша ниша является крайне консервативной – и заказчики привыкают работать «вдолгую» со своими постоянными подрядчиками. Конечно, появляются новые компании, которые пытаются занять свое место на рынке, но получить большой заказ сразу у них не получится», – полагает эксперт.
Попали в сети
По мнению игроков рынка, кроме высокой конкуренции и демпинга, в отрасли геодезии и топографии существуют и специфичные проблемы. Причем некоторые из них касаются прежде всего именно Петербурга.
Начальник отдела топографических работ ОАО «Трест ГРИИ» Ольга Детковская рассказывает, что в настоящее время в городе нет единого банка данных исполнительных чертежей на вновь прокладываемые и уже имеющиеся сети. «Каждая эксплуатирующая организация создает свой банк и ограничивает к нему доступ изыскателей. Также она устанавливает свои монопольные расценки на использование чертежей, сверку сетей, сроки проведения сверки. Справочник базовых цен, на который ориентируются специалисты, не предусматривает такие затраты при производстве инженерно-геодезических изысканий. В настоящее время застройщики стараются избежать заключения договора с изыскательскими организациями на выполнение исполнительной топографической съемки, так как нет четкого требования ГАТИ и ГАСН на законодательном уровне производить такие работы. Вследствие всех вышеперечисленных проблем качество инженерно-геодезических изысканий низкое, средние рыночные цены не покрывают затрат на себестоимость работ», – объясняет специалист.
Сергей Лазарев добавляет, что, если говорить о Петербурге, наиболее актуальная проблема сегодня в топографии – это необходимость согласования сетей в эксплуатирующих организациях. «Оно может растягиваться на срок до двух месяцев, что неприемлемо для наших заказчиков. Не очень понятно, почему Петербург отстает от Москвы почти на десятилетие в этом направлении. В Москве данная проблема решена давно – и согласования сетей проводятся по принципу "единого окна"», – подчеркивает он.
Мнение
Сергей Лазарев, заместитель генерального директора ООО «Гильдия Геодезистов»:
– Для улучшения ситуации на рынке изыскательских услуг необходимо организовать на уровне города (профильного вице-губернатора) нормативную базу для создания «единого окна» согласования сетей, например, на базе ГГО КГА СПб. Также следует сформировать нормативную базу для организации фонда архивных данных на территории Петербурга (на данный момент вообще не существует юридической базы, на основании которой изыскатели обязаны сдавать архивы в город), с одновременной качественной проработкой сервисов электронного документооборота, проверки материалов изыскателей и т. д. Это поможет увеличить скорость выполнения изысканий минимум в два раза. Кроме того, важно ужесточить проверки СРО для изыскательских компаний, вплоть до возврата к лицензированию.