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.
Инженерно-экологические изыскания в условиях большого города
В Петербурге растет спрос на инженерно-экологические изыскания. Они требуют от специалистов-изыскателей, учитывая своеобразие города, особо профессионального подхода к оценке возможных рисков.
Инженерно-экологические изыскания являются обязательным этапом подготовительных строительных работ. Они проводятся в комплексе с другими необходимыми предварительными исследованиями объектов и территорий. В канун Дня эколога (5 июня) мы решили уделить внимание непосредственно экологической составляющей таких изысканий и особенностям таких экспертных работ в Петербурге.
В нашем городе сложная градостроительная ситуация, обусловленная наличием множества зон с особыми условиями использования территории (ЗОУИТ), в том числе сложившейся исторической застройки, отмечает генеральный директор ЗАО «ЛенТИСИЗ» Николай Олейник. Это дает свою специфику инженерно-экологическим изысканиям. В частности, самую большую площадь среди ЗОУИТ, накладывающих ограничения на застройку, на территории Петербурга и Ленинградской области занимают водные объекты. К примеру, река Нева сама по себе является, в том числе поверхностным источником водоснабжения, обладает рыбохозяйственной значимостью. Также при проведении инженерно-экологических изысканий должно учитываться наличие в городе аэропорта и его приаэродромных территорий. Для некоторых районов Петербурга это имеет особое значение при проектировании. Безусловно, нельзя забывать и об исторической застройке. Большая часть зданий и сооружений в историческом центре и за его пределами обладает статусом объекта культурного наследия местного, регионального или федерального значения.
«По нашему опыту наиболее часто в условиях Петербурга востребованы инженерно-экологические изыскания необходимые при эксплуатации зданий и сооружений, а также при их сносе (демонтаже). Также часто выполняются работы по медико-биологическим исследованиям, гидробиологическим исследованиям, локальное обследование загрязнения грунтов и грунтовых вод, реже — запросы на редкие биологические исследования, например, по выявлению бактерий, оказывающих коррозионное воздействие на строительные материалы. В свете усиления государственного надзора в сфере соблюдения природоохранного законодательства можно с уверенность сказать, что инженерно-экологические изыскания являются востребованной и перспективной отраслью. Кроме того, особое значение для крупных компаний приобретает учет ESG-факторов, то есть того, как компания заботится об экологии при ведении бизнеса», — считает Николай Олейник.
Согласно критериям
В соответствии с СП 11-102-97, отмечает заместитель генерального директора по развитию АО «ПЕТЕРБУРГ-ДОРСЕРВИС» Анатолий Пичугов, полевой этап работ выполняется всегда, но его объем и состав зависят от стадии проектирования и строительства. Для выполнения полевых работ необходимы: газоанализаторы, радиометрические приборы, оборудование для измерения электромагнитного излучения, шума, вибрации, тепловых полей и др. Для опробования отобранных образцов почв, грунта, воды необходима сертифицированная экологическая лаборатория, оснащенная всем необходимым.
В целом стоимость инженерно-экологических изысканий, добавляет эксперт, формируется по сборникам цен на инженерные изыскания для строительства на основании объемов проведенных работ. Критерии выбора подрядчика: наличие допуска СРО и соответствующих специалистов в штате, опыт производства работ и успешного прохождения экспертизы раздела экологических изысканий для строительства объектов.
Руководитель отдела инженерно-экологических изысканий EcoStandard group Ксения Селифанова отмечает, что иногда в отчетах об инженерно-экологических изысканиях встречаются ошибки. Первый — человеческий фактор. Порой из-за недостаточного опыта неправильно либо неполноценно определяются виды и объемы работ. Сюда же отнесем недостаточно компетентное выполнение самих работ. Второй —давайте назовем «сюрпризом в процессе выполнения». Это когда все исследования были заложены правильно и соответствуют нормативной документации, но в процессе выполнения работ (как полевых, так и камеральных) обнаруживается необходимость выполнения дополнительных исследований, либо проектировщики внесли корректировки в исходные данные и не предоставили окончательного варианта изыскателям. К сожалению, такое часто встречается. Есть еще один фактор, который не совсем относится к ошибкам, но вызывает сложности на этапе приемки работ, — это разная трактовка нормативной документации», — резюмирует специалист.
Ксения Селифанова поясняет, что ценообразование инженерно-экологических изысканий состоит из нескольких пунктов: «Во-первых, транспортные расходы, включающие перевозку и амортизацию необходимого оборудования. Во-вторых, лабораторно-инструментальные исследования. Причем у большей части изыскательских организация нет своей лаборатории и все исследования уходят на подряд в аккредитованные лабораторные центры. В-третьих, покупка справочных материалов – т.е. справок из уполномоченных органов. Есть еще один пункт ценообразования, но он встречается редко. Это – покупка экспертных заключений по результатам лабораторно-инструментальных исследований. Для согласования в экспертных организациях стоимость услуг нужно подтверждать сметами по сборникам базовых цен. Причем довольно часто данные цифры рознятся с реальностью», – отмечает эксперт.
Мнение:
Николай Олейник, генеральный директор ЗАО «ЛенТИСИЗ»:
— На мой взгляд, решающим для заказчика должно являться то, сколько лет компания работает на рынке. Также обязательно нужно учитывать положительный опыт прохождения государственной и негосударственной экспертизы проектной документации и/или результатов инженерных изысканий. Безусловно, большим преимуществом является наличие у подрядчика собственной аккредитованной лаборатории либо налаженная связь с такими лабораториями. Для полноценной и оперативной работы кадровый состав изыскательской организации должен включать в себя специалистов по полевым и камеральным работам.
Когда бизнес не только бизнес
Когда говорят о социальной ответственности бизнеса, обычно имеют в виду достойную зарплату и условия труда или участие в благотворительных программах. Но, по сути, этим вопрос не исчерпывается. Перед государством стоят серьезные задачи, в частности, в сфере ЖКХ, и решить их без бизнеса, ориентированного участие в госпрограммах, фактически невозможно.
Замена устаревших лифтов — вопрос давний и больной. По данным Минстроя РФ, к 15 февраля 2025 года необходимо поменять около 135 тыс. единиц оборудования с истекшим сроком эксплуатации. В 2020 году в стране было заменено более 16 тыс. лифтов, в этом — запланировано еще около 13 тыс. Правительство РФ требует ускорить процесс. Для этого распоряжением премьер-министра РФ Михаила Мишустина на эти цели в 2021 году дополнительно выделено 750 млн рублей.
Решая госзадачи
И вот здесь важнейшую роль начинают играть предприятия, подстраивающие свою работу под решение важных государственных задач. Одно из них — Щербинский лифтостроительный завод (ЩЛЗ). Финансовый институт развития в жилищной сфере России АО «ДОМ.РФ» с середины 2019 года ДОМ.РФ принимает меры по стимулированию деятельности этого предприятия в целях реализации государственных программ в сегменте лифтостроения.
Поэтапная модернизация завода увеличит производство профильной продукции почти на 40%. Строгий контроль качества продукции в сочетании с мерами по оптимизации себестоимости позволили предприятию активно участвовать в тендерных процедурах по региональным программам капремонта многоквартирных домов в части замены лифтов, предлагая привлекательные условия и конкурентные цены.
ЩЛЗ в 2020 году выиграл контракты на поставку 5,5 тыс. лифтов в 36 регионов. Всего же с 2018 года, когда предприятие начало участвовать в тендерах на поставку оборудования для фондов капремонта, в субъекты РФ было направлено более 18,5 тыс. подъемников.
В 2020 году среди регионов рекордное количество лифтового оборудования — почти 290 лифтов — было поставлено в Коми. Кроме того, от 100 до 300 машин получили Иркутская, Волгоградская, Мурманская, Нижегородская области, Хабаровский, Ставропольский и Красноярский края. Один из факторов, наиболее привлекательных для заказчика, то, что по заключаемым договорам расходы на логистику несет поставщик оборудования.
«Сотрудничество с региональными фондами капитального ремонта является для нас одним из приоритетных направлений. Имеющийся спрос на наши лифты объясняется не только конкурентной закупочной стоимостью, но и высокими эксплуатационно-техническими характеристиками, наличием аккредитованных монтажных организаций и оперативностью поставки», — отметил генеральный директор ЩЛЗ Антон Артемьев.
По его словам, новая линейка лифтов, выпускаемая предприятием, полностью соответствуют повышенным требованиям к комфорту пассажиров и их безопасности. Начало 2021 года стало не менее успешным. ЩЛЗ в рамках работы с регионами за первый квартал осуществил поставки продукции по программам капремонта в семь субъектов РФ. Всего — более 1200 лифтов. В этом году рекордсменом по замене лифтового оборудования силами ЩЛЗ пока является Волгоградская область, куда будет поставлено 507 машин. Свердловская область получит 289 лифтов; Уфа — 216; Челябинск — 143.
С опорой на свое
Еще одной важнейшей государственной задачей, поставленной руководством страны несколько лет назад, стало импортозамещение. Свой вклад в это дело вносит и ЩЛЗ. В рамках реализации плана мероприятий по импортозамещению предприятие приступило к разработке современной отечественной безредукторной лебедки для лифтов грузоподъемностью до 1000 кг.
Это оборудование не требует дорогостоящего обслуживания, экономит пространство в здании и значительно легче, чем редукторные аналоги. Безредукторные лебедки отличаются более низким энергопотреблением, меньшей вибрацией и шумом, что важно для конечного пользователя.
В Европе уже не осталось редукторных лебедок. Но в России производство безредукторных находится только в стадии зарождении, спрос закрывается с помощью азиатских производителей. С учетом введения новых требований по безопасности (ГОСТ 33984) есть предпосылки для активного развития этого направления в горизонте 3–5 лет.
ЩЛЗ может стать драйвером отрасли по импортозамещению. Занимаясь российской разработкой, планируется делать безредукторные лебедки на собственных производственных мощностях в широкой кооперации, и, тем самым, завод сможет дать импульс развития предприятиям малого и среднего бизнеса, которые готовы выполнять литейные и металлообрабатывающие работы.
В эпоху COVID
Но жизнь ставит перед страной все новые вызовы. Самый серьезный их них в последнее время — не только для России, но и для всего мира — пандемия коронавируса. И ЩЛЗ дает свой ответ на этот вызов. Предприятием разработана и в настоящее время выводится на рынок собственная система обеззараживания лифтов.
Разработка представляет собой комплект светодиодных ультрафиолетовых излучателей, встраиваемых в кабину и объединенных с программным и аппаратным обеспечением лифта. Ультрафиолет обезвреживает инфицирующие вещества в воздухе и на поверхностях кабины.
Для питания системы используются штатные средства на кабине лифта, отвечающие за внутреннее освещение. При включении внешних облучателей происходит очистка не только поверхностей кабины, но и воздуха, поэтому для экономии энергии рециркулятор отключается.
Благодаря интеграции в конструкцию лифта система способна автоматически включаться в то время, когда в кабине нет пассажиров. При длительных простоях лифта дезинфекция проводится в течение часа, что обеспечивает практически полную стерильность кабины. Далее оборудование отключается и ожидает вызова.
В кабину лифта также выведен небольшой экран с информацией о работе системы, что позволит проводить диагностику и ремонт в кратчайшие сроки. Кроме того, в состав системы входят блоки фильтрации воздуха с ультрафиолетовыми светодиодами, через которые с помощью вентиляторов проходит воздух.
Эффективность подтверждена исследованиями НИИ дезинфектологии Роспотребнадзора по итогам двух этапов испытаний системы, проведенных в конце 2020 года. Специалисты наносили на поверхности кабины лифта различные микроорганизмы, сопоставимые по своей устойчивости с вирусом COVID-19, и изучали воздействие на них ультрафиолетового излучения. Эксперты подтвердили ее высокую эффективность по дезинфекции воздуха и поверхностей лифта. За час работы устройства все поверхности лифта были простерилизованы на 98%, а воздух очищен на 90% — это соответствует и даже превышает уровень обработки детских и школьных помещений.
«Система обеззараживания является универсальным изделием, которое подходит для всех типов лифтов. Дезинфектором можно комплектовать при заказе новые лифты ЩЛЗ или устанавливать в уже эксплуатируемые лифты. Кроме того, завод предлагает систему в виде готового комплекта для установки в лифтах других производителей», — отмечает Антон Артемьев.