Тепловые насосы и окружающая среда. Ограничение низких выбросов

Тепловые насосы являются одним из немногих отопительных приборов, которые не вызывают каких-либо низких выбросов. Единственный выброс, связанный с тепловыми насосами, относится к загрязнителям, образующимся в процессах производства электроэнергии, которые приводят в действие устройство, приводящее в действие компрессор.

Воздух, которым мы дышим в Польше на протяжении многих лет, не соответствует даже минимальным стандартам качества. Предпринятые в городах корректирующие меры по снижению выбросов загрязняющих веществ лишь незначительно влияют на его качество. Следовательно, концентрации токсичных и канцерогенных веществ в воздухе превышают приемлемые стандарты во многих местах в Польше. По оценкам Верховного контрольного управления в Польше, около 45 000 люди ежегодно гибнут из-за загрязнения воздуха, и это в 10 раз больше смертей, чем в автомобильных авариях. Наказание за несоблюдение стандартов, изложенных в Директиве ЕС 2008/50 / EC о качестве воздуха и более чистом воздухе для Европы (CAFE), может стоить нам 4 миллиарда злотых. Однако внешние затраты еще выше. Согласно отчету Европейского агентства по окружающей среде (ЕАОС), опубликованному в конце 2014 года, потери в 2008-2012 годах в результате загрязнения воздуха и выбросов парниковых газов обошлись Польше от 43 до 132 миллиардов евро! Это расходы, связанные с лечением, госпитализацией, пособиями по инвалидности, уходом с работы и преждевременной смертью, а также со строительными примесями или сниженной урожайностью.

Диаграмма 1. Доля загрязняющих веществ, связанных с индивидуальным отоплением зданий, в общем списке причин превышения допустимой концентрации среднегодового значения PM10, [источник данных NIK].

До 40 метров ...

Для ужасного качества воздуха, которым мы дышим, он в значительной степени соответствует так называемому низкий уровень выбросов загрязняющих веществ. Термин относится к выбросам загрязняющих веществ на высоте до 40 метров над землей. Источником этих загрязняющих веществ являются в основном домашние хозяйства и сельскохозяйственные предприятия, местные котельные и коммуникации, основанные на двигателях внутреннего сгорания. На диаграмме 1 показана процентная доля загрязняющих веществ, связанных с индивидуальным отоплением зданий, в общем списке причин превышения допустимой концентрации среднегодового значения PM10 в отдельные годы. В польских условиях накопление этих загрязнителей происходит в основном в отопительный сезон. Чрезмерные концентрации токсичных газов и пыли в воздухе (среди них твердые частицы PM 10 и PM 2,5 и бензо (а) пирен) оказывают прямое и очень негативное влияние как на окружающую среду, так и на здоровье человека. Подвесная пыль содержит токсичные вещества, может вызывать легкие и сердечно-сосудистые заболевания. Бензо (а) пирен является органическим, высоко канцерогенным химическим соединением, способным накапливаться в организме. Согласно данным NIK по национальной шкале в 2010-2013 гг., Допустимые уровни бенз (а) пирена были превышены примерно в 90% всех зон, где оценивается качество воздуха. Допустимые уровни концентрации пыли PM10 были превышены в более чем 75% зон в Польше.

Диаграмма 2. Использование тепловых насосов может значительно снизить эксплуатационные расходы на отопление
[источник: ПОРТ ПК].

Что насчет PONE?

Улучшение качества воздуха, безусловно, длительный и дорогой процесс. Деятельность в области охраны атмосферного воздуха должна осуществляться одновременно на всей территории страны. Низкий уровень выбросов из домашних печей и местных угольных котлов, где сжигание происходит неэффективно, определяет качество воздуха во многих польских городах. Вот почему именно здесь решение проблемы должно быть видно в первую очередь. Одним из инструментов для этой цели является Программа снижения выбросов (PONE), основной задачей которой является комплексное устранение существующих неэффективных источников тепла. Предполагается, что ограничение выбросов вредных веществ в атмосферу достигается путем замены существующих отопительных систем экологическими, энергосберегающими отопительными приборами и возобновляемыми источниками энергии (пеллетные котлы, тепловые насосы, солнечные системы и другие).

Тепловые насосы являются одним из немногих отопительных приборов, которые не вызывают каких-либо низких выбросов. Единственный выброс, связанный с тепловыми насосами, относится к загрязнителям, образующимся в процессах производства электроэнергии, которые приводят в действие устройство, приводящее в действие компрессор. Учитывая производство электроэнергии из каменного или бурого угля, электростанции, работающие на них, оснащены профессиональными фильтрами, которые в значительной степени останавливают загрязнение пылью. В случае газовых абсорбционных насосов практически отсутствует низкий уровень выбросов загрязняющих веществ. Потребительская энергия, в которой тепловые насосы могут сочетаться с установками возобновляемых источников энергии (например, фотоэлектрических панелей), дает возможность полностью избежать выбросов других загрязняющих веществ. Еще один аргумент в пользу тепловых насосов - это, несомненно, низкие затраты на отопление. На рис. 2 показано сравнение удельных затрат на отопление для разных теплоносителей. Как видите, использование тепловых насосов является более дешевым решением даже по сравнению с ретортным котлом с КПД 75%.

Влияние материала, обновленное на веб-сайте PONE, показывает, что до 4142 старых угольных котлов были ликвидированы в рамках программ по снижению выбросов. Целых 83% случаев (3427 штук) были снова заменены более новыми угольными котлами. В рамках PONE, почти 2,5 тысячи солнечные системы, которые обеспечивают горячую воду в основном летом. Как показывают данные мониторинга загрязнителей, в отопительный (зимний) период большое количество загрязняющих веществ выбрасывается в атмосферу по сравнению с летним периодом. К сожалению, в зимний период основным источником тепла по-прежнему остается угольный котел. Хотя тепловой насос, являющийся единственным оборудованием с низким уровнем выбросов, не выделяет низкие выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, в рамках программы PONE были установлены только два тепловых насоса!

Диаграмма 3. Выброс СО2 [г / кВтч тепла], [источник: PORT PC].

Слишком медленный темп

Программы по снижению выбросов должны совместно финансировать инвестиции с тепловыми насосами. Низкие эксплуатационные расходы на эти устройства не приведут к росту цен на отопление, из-за чего люди часто боятся переключать старые угольные котлы на другие отопительные установки.

Стоит отметить, что увеличение количества тепловых насосов, работающих в национальном масштабе, также будет способствовать снижению выбросов CO2. Согласно выводам нового климатического пакета, проблема сокращения выбросов CO2 скоро станет ключевой климатической проблемой. Цель на 2030 год - сократить выбросы CO2 примерно на 40%. Тепловой насос компрессора, работающий от электричества, вырабатываемого на угольных электростанциях (теплоэлектростанциях), косвенно выбрасывает около 200-250 г CO2 / кВтч. Этот выброс не генерируется в месте выработки тепла, кроме того, он все еще примерно на 40-60% ниже, чем выброс CO2 от традиционного угольного котла. Если тепловой насос будет снабжаться электроэнергией от ВИЭ или атомной электростанции, выброс углекислого газа почти в 40 раз ниже, чем выброс угольного котла! По сравнению с газовым котлом (рисунок 3), выбросы CO2 могут быть в 20 раз ниже.

Скорость и масштабы действий по снижению уровня выбросов все еще кажутся недостаточными. Более 3,5 миллиардов злотых уже потрачено на улучшение качества воздуха в Польше. В отчете НИК «Охрана атмосферного воздуха от загрязнения» показана структура расходов на реализацию мероприятий в рамках Программы по охране атмосферного воздуха в воеводствах, охваченных аудитом. Хотя в течение нескольких лет на выбросы из поверхностных источников приходилось около 90% всей низкой эмиссии загрязняющих веществ, целых 87,7% расходов (или 2,7 млрд. Злотых) предназначались для ограничения выбросов от линейных источников (главным образом транспорта). Расходы на сокращение выбросов из поверхностных источников (реализация программ по снижению выбросов PONE, теплоизоляция муниципальных зданий, модернизация систем отопления муниципальных теплоснабжающих компаний) в этом рейтинге составляют всего 11,9% (или 365,9 млн. Злотых)!

Павел Лахман, PORTPC

Литература:

НИК ОТЧЕТ "Защита воздуха от загрязнения" http://www.nik.gov.pl/plik/id,7764,vp,9732.pdf

Что насчет PONE?