Тепло со дна озера — в Женеве уже реальность!
Швейцария богата озерами, которые обладают не только туристическим, но и огромным энергетическим потенциалом. Воду озёр можно использовать как для отопления, так и для охлаждения зданий. В Женеве такого рода технологии уже применяются в знаменитом Дворце Наций, штаб-квартире европейского Отделения ООН. Читайте в нашем материале о перспективах и границах возобновляемых источников энергии.
Этот контент был опубликован 07 октября 2015 года - 11:00 07 октября 2015 года - 11:00 Луиджи Йорио
Журналист из Тичино, живущий в Берне, освещаю вопросы науки и общества в репортажах, статьях, интервью и аналитических материалах. Меня интересуют проблематика климата, энергетики и окружающей среды, а кроме того – все, что связано с миграцией, с помощью в целях развития и с правами человека.
- Deutsch (de) Ein Wärmekraftwerk auf dem Seeboden
- Español (es) Una central térmica al fondo del lago
- 中文 (zh) 瑞士大湖下面的热电站
- عربي (ar) عندما تقبع محطة للطّاقـة الحرارية في قاع بُحيرة..
- Français (fr) Une centrale thermique au fond du lac
- English (en) How to get heat from the bottom of a lake
- 日本語 (ja) 湖底に眠る熱エネルギー、ジュネーブで地域冷暖房に活用
- Italiano (it) Una centrale termica in fondo al lago (Оригинал)
Что общего у Международного Комитета Красного Креста (IKRK), Международной организации труда (ILO) и штаб-квартиры европейского Отделения ООН? Как выясняется, объединяет их не только знаменитый «дух Женевы», но и нечто гораздо более осязаемое, а именно, вода Женевского озера, циркулирующая по трубам систем кондиционирования воздуха в зданиях, где расположены упомянутые структуры международной многосторонней дипломатии.
Как рассказал нам Клифф Мёшинг (Cliff Moesching), начальник отдела теплоснабжения в женевском «Управлении городского хозяйства и инженерных коммуникаций» («Services industriels de Genève», «SIG Внешняя ссылка »), метод, который используется в рамках такого рода систем, довольно-таки прост: «Мы забираем воду на определенной глубине, там, где её температура более-менее постоянна, и прогоняем по системе специальных трубопроводов, проложенной в том или ином здании. Затем мы сбрасываем воду обратно в озеро».
Несмотря на кажущуюся простоту метода, на его основе в Женеве с 2009 года реализуется уже целый проект под торжественным названием «Женевское озеро Наций» («Genève Lac Nations», «GLN Внешняя ссылка »). Цель проекта — создать интегрированную систему кондиционирования зданий штаб-квартиры ООН и других международных организаций, размещенных в Женеве. «Особенностью же этой системы является тот факт, что ее можно использовать не только для охлаждения, но и для отопления», — говорит Клод Мёшинг.
80% экономии
Мы встречаемся с господином Мёшингом на берегу Женевского озера, у самой кромки воды, но не для того, чтобы полюбоваться на захватывающие виды. На сей раз задача у нас куда более прозаичная — разобраться в том, как водой из озера можно отапливать здания? Клод Мёшинг показывает в сторону акватории озера и предлагает примерно представить себе точку, которая находится на расстоянии в 2,5 километра от берега и на глубине в 40 метров. Именно там и расположен мощный водозабор, способный закачивать в систему отопления и кондиционирования до 2,7 миллионов литров воды в час.
Монтаж водяного коллектора на Женевском озере. SIG
«Там, на глубине, температура воды стабильна круглый год, находясь в диапазоне от 6 до 10 градусов тепла по Цельсию», — поясняет К. Мёшинг. Сначала отобранная вода попадает в подземный резервуар недалеко от берега, после чего, через специальную систему труб, она перекачивается в теплообменник (конденсатор), подключенный к системе кондиционирования, которая потом может обслуживать как жилые и деловые здания и помещения, так и, например, вычислительный или серверный центр.
«Мы полностью исключили контакт озерной воды с другими техническими жидкостями или субстанциями. Вот почему после использования она остается чистой, и ее можно без проблем вернуть обратно, прямо в озеро», — уточняет Клиф Мёшинг. Для обогрева зданий используется тот же принцип, с той только разницей, что в этом случае мы уже имеем дело с так называемым «тепловым насосом», вода в котором циркулирует, находясь под высоким давлением. Конечно, следует учитывать, что на обогрев зданий приходится тратить больше электроэнергии, чем на их охлаждение (понятно ведь, что тепловой насос не может работать без электричества).
«Однако в целом экологический баланс такой технологии выглядит куда более привлекательным, особенно на фоне вредного воздействия на окружающую среду традиционных систем отопления и кондиционирования, работающих на минеральном топливе, как правило, на мазуте», — говорит Клиф Мёшинг. «При производстве тепла таким способом объемы выбросов углекислого газа сокращаются на 80%, а при охлаждении мы тратим электроэнергии на 80% меньше, чем обычно».
Озера в эпоху глобального потепления
«Если мы действительно намерены найти решение проблем, связанных с обеспечением устойчивого энергоснабжения и с постепенным сокращением объемов углекислоты, выбрасываемых в атмосферу, то тогда использование потенциала озер для обогрева и охлаждения жилых и прочих помещений действительно выглядит привлекательным вариантом».
Система трубопроводов, по которой циркулирует вода из Женевского озера, работает автономно, то есть она не связана с обычной системой отопления и охлаждения здания. (SIG) swissinfo.ch
Таково мнение швейцарского федерального «Агентства по вопросам водоснабжения, очистки сточных вод и защиты национальных водных ресурсов» («Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz» — «Eawag Внешняя ссылка »). В самом деле, по расчетам экспертов Агентства, одно только Боденское озеро способно за зимний сезон дать 1 ГВт тепловой энергии.
Это соответствует потенциалу современной АЭС и покрывает потребности одного миллиона человек, и это при том, что отвод тепла в таком объеме понизит среднюю температуру воды в озере всего на 0,2°C, что не окажет какого-либо негативного влияния на температурный баланс водоема. Нужно учитывать еще и тот факт, что понижение температуры воды в Боденском озере будет, скорее всего, компенсировано повышением температуры атмосферного воздуха, вызванным так называемым «парниковым эффектом».
Таков прогноз Альфреда Вюста (Alfred Wüest), эксперта, работающего в «Eawag», и одного из авторов упомянутого выше исследования. К похожим выводам пришли недавно и специалисты Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК). По их подсчетам, глобальное потепление даст Боденскому озеру до конца текущего столетия дополнительной энергии в размере порядка 40 ГВт.
Как предполагает Альфред Вюст, этот показатель можно вполне экстраполировать и применительно к другим естественным водоемам Конфедерации. Повышение температуры воды Женевского, Невшательского, Цюрихского, Фирвальдштетского и Тунского озёр только на 1 градус даст нам «лишней энергии» в объеме до 60 ГВт.
Энергия озер и рек
Уже в 1938 году в Цюрихе в здании кантонального парламента был установлен тепловой насос, работавший на основе воды из реки Лиммат. В Санкт-Морице вода из местного озера используется с 2007 года для обогрева отеля, школы и ряда жилых зданий.
В Женеве в настоящее время такие энергетические технологии используются в рамках проекта «GLN» (на данный момент это самый крупный в Швейцарии проект такого рода).
Кроме того, вода Женевского озера используется для отопления и охлаждения помещений Федеральной политехнической школой Лозанны (EPFL), а также целым рядом отелей и фирм, расположенных на побережье Женевского озера.
На основе воды озера Луга́но (итал. Lago di Lugano или Ceresio) в кантоне Тичино производится охлаждение систем «Швейцарского национального центра суперкомпьютеров» («Swiss National Supercomputing Centre»).
В городе Хорв (Horw) в кантоне Люцерн недавно властям было подано ходатайство на получение лицензии, которая позволяла бы использовать воду Фирвальдштеского озера для охлаждения и обогрева запланированного делового и жилого квартала. Общая площадь недвижимости будет составлять здесь по меньшей мере 1,1 млн. кв. м.
End of insertion
С энергетико-технической точки зрения использование вод крупных швейцарских озер выглядит очень разумным делом, отмечают в «Федеральном ведомстве Швейцарии по делам энергетики» («Bundesamt für Energie» — «BFE Внешняя ссылка »). Признают чиновники и тот факт, что соответствующие технологии можно использовать «в обе стороны».
«И если, например, клиники, жилые дома и школы нуждаются, прежде всего, в тепле, то Центры хранения и обработки данных (ЦХОД), а также предприятия розничной торговли, напротив, очень зависят от наличия эффективных систем охлаждения», — говорится в письменном ответе «BFE», направленном в адрес портала swissinfo.ch.
«В этом смысле Швейцарии повезло в особенной степени», — добавляет Альфред Вюст. «Нигде еще в мире, за исключением Северной Америки, озера не находятся так близко к большим городам и жилым агломерациям, как в Конфедерации. Грех было бы не использовать это обстоятельство. В Северной Европе, например, тоже немало озер, но на их берегах там практически никто не живет».
Каково влияние на экосистему?
В «Федеральном ведомстве по делам энергетики» призывают учитывать тот факт, что использование потенциала внутренних вод Швейцарии, в том числе и их энергетического потенциала, регулируется строгими требованиями в области защиты водных ресурсов и окружающей среды.
«Агентство по вопросам водоснабжения, очистки сточных вод и защиты национальных водных ресурсов» с этим утверждением согласно не в полной мере, напоминая, что в реальности вопросы, связанные с температурной нагрузкой на водоемы, возникающей либо при заборе тепла из них, либо при сбросе нагретой воды обратно, никак не регулируются.
На сегодняшний день в этой сфере еще не разработано каких-то предельных нормативов и не проведена официальная, научно обоснованная, «красная черта», за которой могут начать происходить качественные изменения экологических параметров.
Пока же ученые более или менее четко уверены только в одном: снижение или повышение средней температуры водоема на 1 градус Цельсия никаких последствий для его экологии не имеет. Примером здесь может послужить Женевское озеро: вода, использованная в системах кондиционирования и отопления, и сброшенная в него обратно, ровным счетом никак на экологию водоема не воздействует.
Об этом, в частности, заявили недавно Внешняя ссылка ученые НИИ, работающего при Женевском Университете и носящего имя Франсуа-Альфонса Фореля (François-Alphonse Forel Внешняя ссылка ; 1841 — 1912), знаменитого швейцарского учёного-естествоиспытателя, профессора медицины, врача и натуралиста, считающегося основателем лимнологии, раздела гидрологии, изучающего химические и биологические особенности озёр и других пресных водоёмов, в том числе и водохранилищ.