Запасы нефти и газа в России заканчиваются с каждым годом все быстрее, а их потребление продолжает только увеличиваться. На этом фоне в 2021 году премьер-министр России Михаил Мишустин призвал производителей постепенно переходить на возобновляемые источники энергии и сокращать использование традиционных видов горючего, в том числе и угля. Уже к 2030 году наша страна должна почти полностью перейти на «зеленую» энергетику. Это не только сэкономит природные ресурсы, но и поможет планете в борьбе с глобальным потеплением. Правда, газом или нефтью пользуется не только промышленность, но и жилые дома, например, для отопления, поэтому поиск новых методов генерации тепла — актуальная задача. Ученые Пермского Политеха предложили использовать геотермальное отопление в индивидуальных жилых домах, в качестве альтернативы газовому, и посчитали насколько оно экономически эффективно.
Разработка проводилась в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Статья с результатами исследования опубликована в журнале «Вестник ПНИПУ. Прикладная экология. Урбанистика».
Геотермальное отопление – это экологически чистый вид теплоснабжения, в котором используется энергия окружающей среды. Система данного вида отопления состоит из двух частей – внешнего и внутреннего контура. Она представляет собой трубы с тепловым носителем, расположенными под почвой. Теплоноситель на глубине от 0,4 до трех метров принимает температуру земли, равную от – 15 до + 20 градусов, и поступает в здание, где установлен тепловой насос. Он, в свою очередь, разгоняет жар до + 60 градусов и при помощи циркуляционного насоса отправляет разогретый теплоноситель по трубам внутреннего контура.
Главными преимуществами такого метода обогрева помещений является: экологичность (так как отсутствует процесс сгорания), безопасность (в данной системе не используются взрыво- и пожароопасные виды топлива), экономичность и долговечность (в среднем система геотермального отопления служит 25 лет, а газовая 15). Ученые считают, что использование геотермального отопления вместо газового в перспективе сэкономит значительную часть бюджета жителей России, которые живут в индивидуальных жилых домах.
«Существует множество предрассудков о неэффективности использования геотермального отопления в нашей стране в условиях сильных морозов в холодное время года. Однако в нашем случае достаточно погрузить трубы с теплоносителем на глубину 1,6 м. В самый холодный месяц средняя температура там будет составлять + 2,4 градуса. В качестве теплоносителя чаще всего используют фреон, антифриз. Воду в таких установках не используют из-за низких температур зимой, к тому же она со временем начинает разрушать трубы под землей. А тепловой насос позволяет экономить до 75 процентов расходов на отопление дома и горячее водоснабжение.
Оставшиеся 25 процентов — коммунальные расходы на электричество», — рассказывает кандидат технических наук, доцент кафедры «Строительный инжиниринг и материаловедение» ПНИПУ Любовь Хорошева. «Проверить экономическую эффективность решили, сравнив расходы на установку газового и геотермального оборудования, а также затраты на коммунальные платежи.
При помощи калькулятора «Газпром газораспределение» посчитали, что монтаж устройства с голубым топливом стоит более 340 тысяч рублей, а предложенного альтернативного варианта более 680 тысяч рублей. Но учитывая, что затраты на коммунальные услуги с геотермальным отоплением будут менее 20 процентов, то такой метод может окупиться уже через девять лет», — поясняет магистрант кафедры «Строительный инжиниринг и материаловедение» ПНИПУ Екатерина Гурина.
Расчет экономической эффективности использования геотермального отопления показал, что его можно успешно использовать во всех индивидуальных жилых домах нашей страны. Такой вариант альтернативной энергии не создает выбросов в атмосферу углекислого газа и при этом окупает себя за девять лет. Установка геотермального оборудования позволит замедлить глобальное потепление и сэкономит бюджет миллионов людей.
