В узких кругах энергетиков известно, что существует запрет на прямое использование электроэнергии на цели отопления.
Этот запрет легко объясняется тем, что выработка электроэнергии достаточно сложный технически процесс с низким КПД передела тепла сгорания топлива в электроэнергию на выходе. Таковой КПД на тепловой электростанции составляет 25-40% в зависимости от типа, к чему ещё добавляются потери в линиях электропередачи от электростанции до потребителя, могущие в пиковом режиме съедать до половины передаваемой мощности, роняя конечный КПД полезного использования энергии сжигаемого топлива до уровня 12-20%.
Для столь простого процесса, как нагрев воды до +60..+90С на нужды отопления радиаторами, гораздо целесообразнее сжигать органическое топливо напрямую у потребителя с любым возможным КПД от 20-30% для низкоэффективных каминов и буржуек до 105% в современных высокотехнологичных конденсационных низкотемпературных котлах.
Данный расчёт полностью справедлив для крупных потребителей тепла, таких как промышленные здания или многоквартирные дома.
Но в случае одноквартирного малобюджетного частного дома (коттеджа) ситуация становится не такой однозначной.
Так в малых домах с площадью жилья около 100м.кв с современным эффективным наружным утеплением потребляемая мощность на отопление столь мала, что стоимость даже дорогого электричества за много лет отопления не перекрывает расходов на подключение трубного газа к дому. К тому же электроотопление очень легко регулируется и не требует сложного обслуживания, в отличии от взрывоопасных газовых котлов и газовых плит.
Для интереса приведём прямое сравнение стоимости отопления газом и электричеством для Подмосковья для одного и того же дома площадью 100м.кв.
Рассмотрим одноэтажный дом 11*11м полезной площадью около 100м.кв (за вычетом толщины наружных стен и внутренних перегородок) с четырьмя комнатами и кухней.
Предположим в каждом отдельном помещении по одному окну размером 1,40*1,4м=2м.кв., и одну входную дверь 2*1м=2м.кв. Суммарная площадь пяти наружных окон и двери составит (5+1)*2=12м.кв.
Дом выстроим из прочного монолитного железобетона с плоской эксплуатируемой кровлей и наружной теплоизоляцией кровли, стен и фундамента из высокоэффективного утеплителя.
Примем в качестве утеплителя 200мм экструдированного пенополеуретана (ЭППУ) с теплопроводностью 0,034 Вт/м*С, что для слоя 200мм обеспечит сопротивление теплопередачи около R=6 м.кв/Вт*С.
Окна и двери примем из современного профиля с качественным многокамерным стеклопакетом с итоговым сопротивление теплопередачи около R=0,7 м.кв/Вт*С.
Площадь наружной теплоотдающей поверхности составит 412м.кв, из которых :
Утеплённый бетон с R=6 м.кв/Вт*С - 400м.кв
Окна и двери R=0,7 м.кв/Вт*С - 12м.кв.
Теплопотери через наружние ограждения в зимний период пиковых холодов -28С и внутренней температуре +22С составят:
Бетонные утеплённые ограждения 400*(22+28)/6= 3333 Вт или 3,33 кВт
Окна 12*(22+28)/0,7= 857 Вт или 0,86 кВт
Нормативная вентиляция 100м.куб/ч потребует
100*1,2*(22+28)*1000/3600= 1666Вт или 1,67кВт
ИТОГО: на отопление дома потребуется 3,33+0,86+1,67= 5,87 кВт
Считая длительность отопительного периода 214 дней для подмосковья, а среднюю температуру за отопительный период -3,4С, то можем посчитать расход тепла на отопление дома за год.
214сут *24ч/сут* 5,87кВт* (22+3,4)/(22+28)= 214*24*5,87*25,4/50= 15 315 кВт*ч/год.
Таким образом, за год на отопление и вентиляцию нашего идеального домика уходит около 15,3тыс. кВт*ч в год.
Зная цены на электроэнергию и газ в Подмосковье оценим стоимость отопления за год в двух вариантах: Газ и Электричество.
Газ.
Стоимость трубного газа на 2019 г. составляет 5,8руб/м.куб, что при теплоотдаче сгорания в 10кВт*ч/м.куб и КПД котла 80% даёт цену на отопление 5.8/(0.80*10)=0,725 ру./кВт*ч.
За год отопления газом придётся заплатить 15тыс.кВтч *0,725 руб/кВтч= 11 093 руб.
Дополнительно надо учесть обязательный ежегодный платёж за договор на обслуживание котла службой Облгаза, который составляет на сегодня около 13тыс.руб/год в минимальной рарешительной конфигурации.
Итого годовой расход на отопление газом составит 11+13= 24тыс.руб/год
Электричество.
Электричество не так однозначно, так как есть несколько тарифов:
1. базовый городской тариф 5,56 руб/кВтч
2. двухзонный городской тариф (день/ночь) 6,39/ 2,41 руб.кВтч
3. базовый сельский тариф 3,89 руб/кВтч
4. двухзонный сельский тариф (день/ночь) 4,47/ 1,68 руб.кВтч.
Просчитаем четыре разных случая отопления по базовым тарифам и по ночным тарифам.
1. базовый городской тариф 5.56*15 300= 85 068 руб/год
2. двухзонный городской тариф (ночь) 2,41*15 300= 36 873 руб/год
3. базовый сельский тариф 3,89*15 300= 59 517 руб/год
4. двухзонный сельский тариф (ночь) 1,68*15 300= 25 704 руб/год
Очевидным первичным выводом будет, что по сельскому ночному тарифу (вар.4) топить почти так же выгодно, как даже трубным газом без всяких лишних условий.
Но это ещё не конец анализа, так как надо вспомнить о стоимости подключения трубного газа в Подмосковье, которое начинается от 360 тыс.руб.
Стоимость самой дешёвой газовой котельной на АОГВ с монтажом составит от 100 тыс.руб. Стоимость газовой котельной пока в расчёт не берём, так как на электричестве будет схожий набор теплорегулирующего водяного оборудования.
Итого: Если 360 тыс.руб добавить к цене отоплению за 20 лет (срок инвестиционной окупаемости капитальных затрат), то стоимость отопления газом вырастет на 18 тыс. руб/год, или суммарно около 39 тыс. руб/год с учётом сжигаемого газа.
При таком раскладе стоимость отопления электричеством оказывается более выгодной, чем трубным газом уже в двух из четырёх случаев, и дороже только на самый дорогие базовые городские и сельские круглосуточные тарифы (вар.1 и вар.3).
Для справок:
В данном случае «срок инвестиционной окупаемости капитальных затрат» говорит, что если положить данную сумму в банк под 5% годовых (реально 6-7%), то обеспечивается равенство расходов на 100%/ 5% годовых = 20 лет окупаемости, после чего идёт чиста прибыль или 100% возврат вклада.
То есть в зависимости от % по вкладу и разницы в цене отопления может быть выгоднее не тратить деньги на капитальные единоразовые затраты на подвод газа, а оплачивать дополнительный расход на отопление электричеством из получаемых от банка процентов на депозит того же размера, как и предполагаемые кап.затраты на подключение газа.
Теперь встаёт два вопроса:
1. Как обеспечить работу отопления на дешёвом электричестве только ночью в течении 8 часов?
2. Как обойти официальный запрет использования электричества на нужды отопления?
Первый вопрос имеет чисто техническое решение при помощи накопительного теплоаккумулирующего бака с горячей водой, из которого питается система отопления непрерывно весь день и ночь, а электрический нагрев запаса горячей воды идёт только ночью по дешёвому тарифу.
При этом легко посчитать потребный объём бака-теплоаккумулятора.
Так предположим, что диапазон нагрева воды в баке дТ=95-45С=50С
При круглосуточной максимальной мощности 5,87кВт и работе на теплоаккумуляторе втечении 16 дневных часов потребуется объём воды в теплоаккумуляторе
5,87кВт* 3600 *16 / (4,19*50)= 1614л
Накопительная ёмкость в 1700л легко помещается в предполагаемом доме, обеспечивая систему низкотемпературного отопления (тёплый пол, переразмеренные в три раза радиаторы или воздушное отопление) на весь рабочий день горячей водой не ниже +45С в подаче.
При этом ночью будет работать электронагреватель суммарной мощностью 5,87* 24/8=17,57кВт, из которых 5,87кВт будет сразу тратиться на отопление морозной ночью, а избыточные 12кВт будут греть накопительную ёмкость для следующего морозного дня.
В случае отсутсвия низкотемпературных тёплых "водяных полов" переплата за 3-кратно переразмеренные радиаторы системы отопления на 5,87 кВт составит всего около 25тыс.рублей, если ориентироваться на стоимость стальных панельных радиаторов 22-го типа производства России.
Стоимость электрокотла на 15-17кВт с погодозависмой автоматикой с сервоприводом смесительного узла и циркуляционным насосом отопления обойдётся в 40-50тыс.руб.
Безнапорный открытый стальной бак с утеплением из ЭППУ на 1700л легко уложится в стоимость 50тыс.руб, что вместе с подорожавшими радиаторами всё равно дешевле простейшей газовой котельной. А за 120тыс.руб можно уже купить три фирменных напорные гидроаккумулятора ёмкостью по 500л каждый.
В случае использования на отопление тёплых водяных полов, которые изначально рассчитаны на подачу теплоносителя с температурой не выше +45С, то вообще не будет изменений в стоимости системы отопления.
Решив техническую проблему можно приступать к решению административной задачи по обходу официального запрета на отопление электричеством.
Так суммарная мощность ночного нагрева гидроаккумулятора 15-17 кВт не превышает обычно выделяемою мощность 15кВт на участок с правом ИЖС.
Но вот получить право их применить на Отопление чуть сложнее.
В этом случае необходимо убедить электроснабжающую организацию в выгодности для них такого применения электроэнергии потребителем.
Как это сделать?
Очень просто!
Есть ряд доводов:
1. Формально в данном случае нет прямого расхода электричества на отопление, а есть ежедневный расход энергии на нагрев горячей воды в ночное время на нужды ГВС, что вполне законно.
2. Выделенный ночной 15кВт-ный водонагреватель можно делать трёхфазным, Что выгодно для энергокомпании с целью балансирования фазной нагрузки.
3. Выделенный электрический ночной водонагреватель можно делать с дополнительной внешней диспечерезацией и внешним управлением для энергоснабжающей компании, что позволило бы использовать эту ночную нагрузку для маневренного управления загрузки внешних энергосетей и режима работы общего электротрансформатора коттеджного посёлка без отключения маломощного бытового электропотребления жилья в целом (так как отключение бытового электроснабжения жилья является противозаконным, ибо оно идёт по первой категории электроснабжения).
В этих доводах первые два легко применимы для энергетиков на низовом уровне, а вот третий аргумент выходит уже на уровень общегосудаственной энергобезопасности и регулирования в области Электрогенерации и Электрораспределения.
Так создание большого объёма легко управляемых балластных мощностей у мелких потребителей-домовладельцев, потребляющих электричество в ночные периода низкого спроса, позволяет дать сильный стабилизирующий инструмент в руки Энергетиков на уровне управления большими генерирующими мощностями (ТЭЦ,ТЭС, ГЭС) и федеральных сетей электрораспределения. Широкое внедрение таких частных домашних гидроаккумуляторов на нужды отопления способно заменить строительство крупных ГидроАккумулирующих электростанций (ГАЭС), типа Загорской ГАЭС.
Так при мощности Загорской ГАЭС 1200МВт её может заменить маневренное использование гидроаккумуляторов на ту же номинальную мощность, что составит 100 тыс. штук мощностью 15кВт.
Такое количество частных домовладений с гидроаккумуляторами на отопление обеспечивает проживание около 400тыс. человек.
При этом все капитальные затраты берёт на себя частный застройщик, а не государство и не энергетики, но при этом выгоду получают все участники процесса.
Так частный домовладелец получает на законном основании дешёвое электроотопление по ночному тарифу (дешевле трубного газа), а энергетики получают легко управляемого балластного электропотребителя в ночное время или в любой период в течении суток при необходимости выравнивания пилы потребления. То есть энергетики могут пользоватся балластными потребителями в любое время суток при условии сохранении низкого ночного тарифа для потребителя отопления в коттедже, что реализуется при отдельном счётчике на ночное-маневренное электроотопление с гидротеплоаккумуляторм.
Данный расчёт верен для частных одноквартирных домов эконом-класса, доступного для широких слоёв населения, проживающего в частном секторе без подключения к трубному газу.
Для богатых больших домов 200-300м.кв с дизайнерскими большими окнами уже выгоднее заплатить за подключение трубного газа (если это вообще возможно). Так как баланс капитальных затрат на подключение газа по отношению к текущему энергопотреблению делает электроотопление уже не выгодным даже по ночному тарифу.
