Энергосбережение и "энергосбережение"

         В настоящее время появлется множество разнообразных товаров и услуг, которые объявляются «экологичными», «зелеными» или «природосберегающими». При этом традиционный «неэкологичный» товар предлагается заменить на более правильный с точки зрения экологии. Все чаще, также, традиционные товары целенаправленно вытесняются.

Наши законодатели идут в ногу со временем. 11 ноября 2009г. депутаты Госдумы в третьем чтении одобрили закон об энергоэффективности, предполагающий, в частности, отказ от ламп накаливания любой мощности к 2014. Согласно этому документу, с 1 января 2011 года использование ламп накаливания мощностью более 100 Вт будет запрещено. Далее подобная норма будет введена и для ламп мощностью 75Вт и 25Вт. Подобное законодательство существует также в США, Австралии и Европейском Союзе. Подразумевается, что население, отказавшись от «неэффективных» ламп, станет использовать «энергосберегающие» лампы. Вот только в массовом сознании понятие «энергосберегающие» прочно связано с компактными люминесцентными лампами. Они так и называются на ценниках в магазинах.

Однако, важно помнить, что понятие «энергосбережение» может трактоваться по разному – может, например, в масштабах «домашней экономики», то есть рассчитываться из соотношения срока службы, розничной цены и экономии электричества. Если же речь идет о законодательных мерах, необходимо рассматривать понятие энергосбережения более широко – с учетом энергозатрат на каждом этапе жизненного цикла. При этом недостаточно рассчитать энергозатраты только на традиционных этапах «анализа жизненного цикла» (АЖЦ), тут требуется более реалистичный комплексный подход к проблеме. Только в случае учета всех аспектов жизни изделия мы можем понять, действительно ли оно являются энергосберегающими в глобальном смысле (или хотя бы с точки зрения устойчивого развития региона) Только в случае, если энергетические затраты при использовании КЛЛ ниже, чем ЛН по результатам полного и достоверного анализа энергозатрат на всех этапах жизненного цикла, это нововведение может и должно быть поддержано законодательными и другими мерами. 

До недавнего времени для целей освещения повсеместно использовали лампы накаливания. Лампа накаливания (ЛН) излучает свет за счёт накала вольфрамовой спирали, заключённой в стеклянную колбу. Компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) по принципу действия мало чем отличается от обычной люминесцентной лампы – стеклянная колба покрывается изнутри слоем люминофора, в неё закачиваются пары ртути, а вместо дросселя и стартера в цоколь вмонтирован электронный пускорегулирующий автомат.

Лампы накаливания считаются низкоэффективными в первую очередь из-за того, что производят относительно мало света на единицу потребляемой энергии (10-20 Люмен на 1 Ватт) а большая часть энергии расходуется на тепло. Люминесцентная лампа производит в среднем 50-70 (до 100) Люмен на 1 Ватт.

На этапе производства КЛЛ необходимо изготовить стеклянную колбу (более сложной, чем у ЛН, формы), произвести люминофор и покрыть им внутреннюю поверхность лампы, получить ртуть и наполнить колбу её парами. Для производства полупроводниковых элементов, являющейся составной частью КЛЛ необходимы вещества (Ga, As, Si, In, P, Sn, B), получение и очистка которых – весьма ресурсоёмкий процесс, включающий в себя энергетические затраты, расходы чистой пресной воды, кислот и органических растворителей. При производстве микросхем применяется испарение материалов для нанесения плёнок, оксидирование, фотолитография, и другие ресурсоёмкие и энергоёмкие технологические процессы.

Различные источники приводят различные данные по сравнителной производства энергоемкости КЛЛ и ЛН. По расчетам производство ЛН требует 0.11 КВт/ч, а КЛЛ – 1,8 КВт/ч первичной энергии, однако из-за того, что светоотдача КЛЛ выше, получается, что в пересчете на светоотдачу соотношение затрат меняется: 0,19 КВт/ч для КЛЛ против 0,21 КВт/ч для ЛН.

Поскольку производство КЛЛ более трудоёмко, чем производство ЛН, около 80% их производится в Китае. На втором месте – Индия с большим отрывом от других производителей. Поскольку производство ЛН менее ресурсоёмко, они традиционно являются продуктами внутреннего производства во многих странах. Все это значит, что энергозатраты на транспортировку разных типов ламп (а на стадии производства – энергозатраты на транспортировку отдельных компонентов) также должны быть учтены в расчетах.

Если основным источником электроэнергии является сжигание угля, то более высокая эффективность КЛЛ на этапе эксплуатации  приводит к снижению выбросов оксидов углерода, азота и серы, метана и твердых частиц и других загрязнений. Таким образом при расчетах необходимо учитывать затраты или экономию энергии на уменьшения загрязнения. Однако некоторые характеристики новых ламп могут привести к дополнительным энергозатратам. Например КЛЛ имеют линейчатый спектр, что с одной стороны нарушает цветопередачу, а с другой – приводит к повышенной утомляемости глаз. Другиеученые заявляют, что согласно их исследованиям работающие КЛЛ генерируют электромагнитное излучение и выделяюттакие канцерогены, как фенол, нафталин и стирол; могут вызывать мигрени и кожные заболевания. Это значит, что нужно потратиться, чтобы во-первых  подтвердить или опровергнуть эти наблюдения, а затем, в случае подтверждения, принять нужные меры. Замечено, также, что интенсивность ультрафиолетовой составляющей  излучения КЛЛ выше, чем у ЛН, что  отрицательно сказывается на произведениях искусства, печати, тканях, отделке, а также пластиках, поэтому энергозатраты на предотвращение сопутствующих негативных эффектов необходимо включить в комплексный анализ.

И, наконец, на этапе утилизации КЛЛ значительно отличаются от ЛН. КЛЛ, как и любые ртутьсодержащие изделия, должны подвергаться процедуре извлечению ртути, люминофора, а также разделению цоколя и стекла. Утилизация микросхем, как сложных составных изделий, также технологически сложна и затратна. Продолжение следует...

А.Н. Заступенко, Координатор КРОО «Экологическая Ассоциация»
Е.Н.Сухарев, к.т.н., Доцент кафедры электронной техники и телекоммуникаций ГОУ ВПО «Сибирский государственный аэрокосмический университет им. ак. М.Ф.Решетнева (СибГАУ)»
По материалам статьи в сборнике конференции«Экология мегаполисов и устойчивое развитие»