Опубліковано СН
Серед багатьох екологічних дат, що відзначаються впродовж року, варто виділити 5 червня – Всесвітній день навколишнього природного середовища, який заснували в 1973 році.
Вибір цієї дати обґрунтований тим, що цього дня відкрилася Конференція Організації Об'єднаних Націй з проблем довкілля. Щорічне відзначення допомагає привернути увагу суспільства до проблем навколишнього середовища й підкреслює гостру необхідність у зміні ставлення людини до раціонального використання та відтворення природних ресурсів.
Відомо, що є природні ресурси вичерпні, і їх запаси або відновлюються дуже повільно, або не відновлюються, та є невичерпні – сонячна та енергія вітру й води, біоенергія. І використання останніх, можливо, відтягне ту загрозливу межу втрати глобальної рівноваги на планеті. Про те, що ж це таке – альтернативна енергетика, та як кожен з нас може, докладаючи незначні зусилля, економити на вартості енергії, тим самим мінімізуючи вплив на довкілля, розповів професор кафедри відновлюваних джерел енергії Національного університету «Київський політехнічний інститут», доктор технічних наук Іван ПУХОВИЙ.
- Іване Івановичу, знаю, що в лабораторії кафедри винайшли багато способів використання відновлюваних джерел енергії. Розкажіть, будь-ласка, про ваші розробки.
- У лабораторії досліджуємо кристалізацію води, причому використовуємо ту теплоту, що виділяється, коли вона переходить у лід, або для опалення, або для підігрівання повітря для вентиляції. Скажімо, 40 л води, що перейшла в лід, виділяють кількість теплоти, що еквівалентна спалюванню 1 кг дров. Якщо в традиційних системах опалення повітря потрапляє в калорифер з температурою, в залежності від температури довкілля, приблизно -10…-20ºС, то, в будь-якому випадку, повітря, що пройшло через замерзання води, підігрівається до температури -2…-3ºС, і, відповідно, при цьому в калорифері потрібно затратити енергію в 1,5-2 раза меншу. Крім того, вивчаємо теплові насоси – це такі пристрої, які дозволяють підіймати температурний потенціал енергії. Наприклад, можемо взяти теплоту з холодного повітря, води й підняти температуру до 50-80ºС. Причому, якщо включити електричний нагрівач, то з 1 кВт можна отримати лише 1 кВт, а якщо - тепловий насос, то з 1 кВт можна отримати 3-6 кВт. Таким чином, є значний виграш, і він зростає з підвищенням температури того середовища, з якого забираємо низькопотенційну температуру.
У лабораторії є сонячний колектор. Температура води, яку отримуємо в ньому, доходить до 80-85ºС. Колектор має площу 0,5 м2 та об’єм до 5 л. Якщо його встановити на вікні звичайної оселі, навіть у селі, то 5 л води, це знають усі жінки, достатньо, щоб помити посуд. Так можна за день підігріти воду 3-4 рази. Колектор представляє собою дві металеві пластини, між якими є проміжок, заповнений водою. Якщо немає водогону, то можна просто залити туди воду. Якщо ж є, то можна підігріту воду витискати холодною, що надходить знизу. Звичайно, підігрівати безперервно воду в такому колекторі неможливо, тому що густина теплового потоку від сонця становить у середньому 300-500 Вт/м2 за день, влітку опівдні буває майже 1000 Вт/м2. Тому великий потік води не підігрієте. Але, коли вона поступово нагрівається, ця теплота акумулюється. У традиційних водонагрівальних установках на 1 людину потрібно 1 м2 сонячного колектора. Якщо виготовити колектор власноручно, це коштує до 200 доларів за 1 м2, включаючи бак, трубопроводи й інші матеріали. Якщо ж купити, то затратите майже 300 доларів за 1 м2, тобто не так уже й багато.
Сонячну енергію можна використати також для приготування їжі. Наш магістр Тарас Кошарний готував їжу в умовах півночі України, в селі біля Білої Церкви. Він зробив сонячну піч, в якій смажив яєчню, сало, варив кашу, борщ. Ця піч представляє собою звичайний ящик, добре теплоізольований, покритий 2-3 шарами скла. На таку конструкцію отримали патент, і якщо б знайшлися люди, які хочуть вкласти в це гроші, можна було б продавати сонячні печі. Це могло б зацікавити бізнесменів, які займаються приготуванням їжі, скажімо, на автомобільних трасах, де немає іншого джерела енергії.
- Чи впроваджуються винаходи Вашої кафедри в промислове виробництво?
- Розумієте, я професор, і в нас не зовсім достатньо часу для того, щоб займатись маркетингом та іншими організаційними справами. А наша промисловість і крупні бізнесмени зацікавлені, в основному, щоб щось купити за кордоном. Ніхто не хоче вкладати гроші в такі розробки. Тому й впроваджую їх переважно в себе на дачі. Там є льодосховище, в якому провів дослідження використання льоду влітку. Закладаємо 1,5 т льоду у звичайний український підземний погреб, і виявляється, що його вистачає до початку серпня, щоб температура підвищилась не більше +5…+7ºС. Як наслідок, картопля до середини серпня не проростала. Відомо, що садити її можна до середини липня, а потім збирати врожай у жовтні, але є проблема – треба зберегти насіння, щоб воно не сильно проросло. Це можна вирішити, використовуючи природні джерела енергії.
Крім того, є така система опалення, яка називається пасивна – і вона дуже проста. Потрібно біля однієї зі стін будинку, що обернена на південь, південний схід чи південний захід, збудувати скляну стінку на будь-якій відстані. Всім відомо, що на заскленому балконі, лоджії чи веранді тепліше. І за таким принципом працює ця система – температура в заскленому просторі підвищується в порівнянні з температурою довкілля на 8-12ºС. Проводив дослідження в себе у квартирі на 9 поверсі в Києві. Так от, при температурі -22ºС на вулиці при сонячній погоді в цьому заскленому просторі термометр показував +12º С вверху, та біля 0ºС внизу. Тобто, температура сильно змінюється по висоті та в найлютіший мороз, навіть уночі вверху була біля 0ºС. Використовував це для того, щоб взимку зберігати картоплю на верхній поличці. Особливо це підходить для багатоповерхових будинків, у приватних же картопля може замерзнути, бо там інші умови теплообміну з довкіллям.
Що ще можу сказати про відновлювану енергетику. Відомо, наприклад, що 4 корови можуть забезпечити сім'ю біогазом. Для цього робиться так званий ферментатор. Він має ємність 1 м3 і може виробляти 1 м3 газу на добу. Такий же об’єм природного газу коштує понад 1 грн. Тому, відповідно, щодня матимете економію. Крім того, в садибах, що будувалися раніше, як ви знаєте, хлів завжди був поряд з будинком, тобто враховували ще й ту теплоту, що виділяє корова, щоб було тепліше в приміщенні.
- А стосовно інших видів енергії, наприклад, електричної?
- Земельна ділянка, що не має комунікацій, коштує значно дешевше, ніж електрифікована, тим більше, що в деяких випадках підведення ЛЕП практично неможливе. Фотоелектричні перетворювачі сонячної енергії (ФЕП), або так звані сонячні батареї, зможуть вирішити проблему забезпечення електроенергією при умові раціонального її використання. Якщо, наприклад, для освітлення потрібно приблизно 100 Вт, то, використовуючи 5 енергозберігаючих лампочок по 20 Вт, забезпечите освітлення. Коли ж поставите такий ФЕП на 200 Вт, то забезпечите енергією телевізор або комп’ютер. 200 Вт будуть коштувати до 2 тисяч доларів. Але це не така вже й велика сума, адже зекономили на вартості землі. Тому варто подумати, зробити техніко-економічне обґрунтування.
Крім тих джерел енергії, що назвав, і які є в Україні в достатній кількості, можна ще розглядати багато інших. Це може бути геотермальна енергія - вона є в Прикарпатті, Закарпатті й Криму. Це енергія хвиль на узбережжі моря, припливів і відпливів тощо. Тобто, природної енергії дуже багато, але для її застосування потрібні гроші. Найдешевшою системою, що себе окуповує за 3-4 роки, є пасивні системи сонячного опалення, про які говорив.
- Які специфічні можливості в галузі відновлюваних джерел енергії є на Поліссі?
- Хочу сказати, дорогі мешканці Полісся, що ви опалюєте помешкання дуже прогресивним методом – дровами - це теж відновлюване джерело енергії, але воно специфічне, тому що при вирощуванні споживає вуглекислий газ, а при спалюванні він виділяється. По відношенню до довкілля дрова є нейтральними. Тому їх використання – це дуже прогресивні технології. 3 кг дров замінюють 1 м3 природного газу, врахуйте це. Крім того, що безпосередньо спалюють дрова, їх ще переробляють у газогенераторах. Є такі піролізні установки, коли дрова закладають у герметичну посудину та нагрівають до 400ºС. З неї виділяється піролізний газ, який може піти на приготування їжі. Це майже такий процес, як виготовлення деревного вугілля. Таким чином, це може стати бізнесом на Поліссі. Тирса – теж дуже гарний продукт для відновлюваної енергетики, причому багато підприємств її віддають задарма, аби звільнитись від відходів. Зараз той, хто будує будинок, не повинен розраховувати на природний газ, а орієнтуватися або на тепловий насос, або на дрова – на грубу чи піч. Адже ціна на природний газ зростає безперервно, і через 5-10 років усі власники котлів, що працюють на ньому, почнуть від них відмовлятися.
- На загальнодержавному рівні, який відсоток енергетики – відновлювана, і взагалі, чи лобіюються інтереси альтернативних джерел енергії?
- Відносно відсотка, то це приблизно 10-12, але це включаючи ГЕС, тобто дуже мало. На державному рівні прийнятий закон про зелений тариф як доповнення до закону про електроенергетику. Але при цьому, на жаль, ті, хто приймав його, думали не про те, щоб зменшити споживання природного газу чи інших джерел енергії в Україні. Якщо ви виробили 1 кВт/год. через сонячну енергію, то вам повинні заплатити 4-5 грн. А 1 кВт/год. – це майже 30 коп., таким чином, для держави виробництво сонячної енергії коштуватиме в 10 разів більше, бо треба повернути гроші тим, хто її виробив. У той же час в Україні простоюють багато генеруючих потужностей, і там виробництво цієї енергії коштуватиме 15-20 коп. А відносно теплової енергетики – ніхто закону не прийняв. Але саме тут є найбільше можливостей для того, щоб зменшити споживання природного газу, адже на опалення в нас витрачаємо його майже 30%. Тому, якщо використовувати сонячну енергію, дрова, теплові насоси, то можна значно зменшити витрати на природний газ. У цьому випадку малі підприємці теж змогли б скористатися цим зеленим тарифом для теплової енергетики, бо для великих електрогенеруючих потужностей у них не знайдеться коштів. Сподіватимемось, у найближчі роки приймуть закон щодо державної підтримки теплових видів енергії.
- Чи буде перегляд цієї ситуації, нових тенденцій у зв’язку з останніми подіями в галузі атомної енергетики?
- Думаю, що ядерну енергетику поки замінити немає чим. В Україні 50% електроенергії виробляється на АЕС. Отже вони будуть працювати, головна проблема – забезпечити їх безпечну роботу. А запасів урану, за підрахунками вчених, вистачить на 100-150 років. Ось тоді, коли вже не буде ні газу, ні урану, потрібно буде звернутися до відновлюваних джерел енергії – сонця і всього того, про що розповів.
- Можливо, тоді науково-технічний прогрес досягне такого рівня, що це буде рентабельніше?
- Можливо, освоять термоядерну енергію, чи з Чорного моря добуватимуть сірководень. Ви знаєте, що водень – це теж паливо. Коли вже постане проблема, то, звичайно, її вирішать. Зараз автомобільне пальне сильно подорожчало, але ж відомо, що в Бразилії їздять на спирту, який роблять із тростинового цукру. Підрахував, що в нас, якщо посадити 1 га буряків, то достатньо зробити з них самогонки, щоб їздити цілий рік на своєму власному пальному. Тому майте на увазі, що наші природні ресурси дозволяють замінити й автомобільне пальне. А ще соняшникова чи ріпакова олія заміняє дизельне. Але тут виникає інша проблема – якщо почнемо більше вирощувати технічних паливних культур, то нам не стане чого їсти. З іншого боку, подивіться, скільки земель пустує, і скільки людей усе менше й менше працюють на землі. Тому зберегти села – це дуже важливо, це – наше майбутнє.
Розмову вела
Оксана ГОЛОВКО.