На протяжении уже многих десятилетий, Япония является мировым лидером инновационных технологий. Успехи японской экономики достигаются тем, что правительство и бизнес работают сообща, объединяя свои усилия по достижению наибольшей эффективности и обеспечения лучшего будущего. Конкретный пример успешности в области тепловых насосов - работа фонда «Тепловые насосы», который был создан в 1986 году Японским Технологическим Центром Тепловых Насосов (HPTCJ) и правительством.

Катастрофа на АЭС Фукусима стимулировала дальнейшее развитие энергосберегающих технологий

Прошло совсем немного времени после 2011 года, когда произошла катастрофа на АЭС Фукусима, однако её последствия всё ещё остаются неясными для наших читателей. К концу 90-х годов японское правительство субсидировало много программ, уменьшающих зависимость страны от природного газа. Эти программы развивали технологии производства электроэнергии на АЭС, а также стимулировали внедрение энергосберегающих технологий, особенно в секторе потребления электроэнергии.

И сегодня, спустя 18 месяцев после катастрофы, долгосрочная политика правительства относительно будущего АЭС в Японии все еще остаётся непонятной.

Но энергоэффективные технологии будут поощряться правительством Японии еще больше, продолжая следовать целям Киотского протокола, несмотря на произошедшее.

Структура рынка климатического оборудования

Очевидным является тот факт, что рынок страны сильно зависит от климатических условий. В Японии, климат относительно умеренный, но большие колебания могут наблюдаться: от влажного континентального на севере до субтропического на юге архипелага. Поэтому, для основной группы пользователей необходимы комбинированные системы отопления и кондиционирования.

Как следствие, тепловые насосы «воздух-воздух» стали чрезвычайно популярными в Японии, с годовым объемом продаж более 8 200 тысяч единиц, особенно учитывая общее количество зданий - около 57 млн.

Рынок климатического оборудования Японии развивался в течение многих лет, в основном в направлении увеличения производительности оборудования. Японские тепловые насосы не имели больших различий по сравнению с теми, которые уже были известны в западных странах, например на рынке Северной Америки.

Реализуя геополитическую стратегию по сокращению зависимости от ископаемых видов топлива и для обеспечения высокой эффективности энергетических систем, правительство решило изучить последствия развития использования тепловых насосов в системах теплоснабжения. Были определены две основные сферы - горячее водоснабжение на всей территории и отопление зданий в холодных регионах Японии.

Программа ГВС

Еще в 1995 году Центральный научно-исследовательский институт электроэнергетики (CRIEPI) и TEPCO (Tokyo Electric Power Company) начали исследования систем горячего водоснабжения.

По сравнению со средними показателями использования ГВС в западноевропейских странах, нужно отметить, что средний японский показатель использования горячей воды намного выше в ежедневном потреблении.

Привычка японцев принимать горячие ванны, приводит к среднему расходу горячей воды на 1-го жителя около 420 литров горячей воды за сутки при температуре 85 ° C. Это составляет около 34% от общего потребления тепловой энергии в зданиях.

Инновационным решением стало использование CO₂ в качестве хладагента для тепловых насосов - это позволило обеспечить необходимый комфорт и значительно снизило потребление энергии. Японское правительство, которое стимулировало эти исследования с самого начала, решило включить эту идею в программу страны по сокращению выбросов СО₂ в рамках Киотского протокола.

Программа получила название "Ecocute", что обозначает её экологические и экономические цели. Важно подчеркнуть, что эта программа стратегически направлена ​​на полный анализ жизненного цикла теплоснабжения, а не просто замкнута на энергоэффективности.

В результате этой долгосрочной стратегии был выбран новый хладагент (диоксид углерод), который уступал по коммерческим показателям, но являлся экологически значимым. Кроме того, стала естественной замена природным хладоном СО2 искусственных хладонов, приводящих к разрушению озонового слоя и являющихся горючими и токсичными хладагентами.

В 2001 году первые тепловые насосы "Ecocute" были уже в продаже

На сегодняшний день более 3,5 миллионов единиц тепловых насосов "Ecocute" уже установлены в Японии, в то время как их годовой объем продаж постоянно растет, достигнув более чем 550 000 проданных единиц в год. Это эквивалентно поглощению выбросов СО₂, которое происходит на площади лесных насаждений равной 15 000 км ².

Продажи и установленные мощности Ecocute (CO2 тепловые насосы для ГВС) в Японии, начиная с 2003 года.

Использование геотермальных тепловых насосов для холодных регионов

В феврале прошлого года состоялась выставка HVAC & R в Токио. Это позволило нам хорошо понять будущее тепловых насосов.

Помимо хорошо известных тепловых насосов «воздух-воздух», реверсивных тепловых насосов, были представлены геотермальные тепловые насосы (GSHP), специально разработанные для холодных регионов в Японии. С учетом требований к росту энергетической эффективности систем теплоснабжения, Япония приняла решение о приоритете тепловых насосов в холодных регионах страны.

Зная о существующих технологиях ТН по всему миру, японские инженеры разработали новые продукты, приспособленные к потребностям и ограничениям холодных регионов: меньшей площади зданий, низким температурам наружного воздуха, новые ТН получили очень высокий сезонный фактор производительности (SPF) и очень зеленые и безопасные хладоны.

Параллельно, японские инженеры направили свои усилия на улучшение конструкции, внешнего вида и полезных свойств ТН, чтобы сохранить восприятие Японии как технологического лидера и экологически сознательной страны, которая вносит свой вклад в сокращение выбросов CO₂ в мире.

Эти идеи и интересные разработки были доведены до рыночных требований и требований массового производства путем совершенствования компрессоров, теплообменников и других частей ТН.

Интеллектуальные механизмы стимулирования

Реализация программы Ecocute, которая была направлена на улучшение полного анализа жизненного цикла системы, а не только показателей энергоэффективности, доказала преимущества комплексной национальной энергетической политики, что привело к появлению лучших продуктов на рынке ТН.

Однако, самым главным стало то, что достижение высоких объемов продаж и снижение их стоимости, были грамотно спланировано в национальном масштабе, все стимулы были использованы, чтобы ускорить внедрение экологически чистых технологий.

Например, поддерживаемая субсидиями правительства технология Ecocute, позволила быстро увеличить годовые продажи новых ТН до более чем 550 000 штук в 2010 году, начиная с нуля. В результате, программа субсидирования ТН успешно завершилась в 2010 году после выхода внутреннего рынка на заранее спланированную величину.

Как принято европейских странах, тепловые насосы в Японии имеют право на получение субсидии при достижении заданного правительственными программами уровня эффективности.

Дополнительные налоговые льготы и стимулы используются правительством Японии для разработки и внедрения ТН с более высокой эффективностью (т.е. производителям необходимо доказывать свои сбережения в плане энергопотребления и выбросов CO₂), особенно стимулируется производство тепловых насосов с использованием природных хладагентов.

Япония создаёт современное видение для мирового климатического рынка

Японская промышленность уже многие годы является ведущей на мировом климатическом рынке оборудования. Тем не менее, глобальная конкуренция становится все жестче. Для того, чтобы сохранить свои позиции, японская промышленность совместно с правительством разрабатывает новые интересные программы и стратегии привлечения зеленых технологий в энергетические проекты. В рамках этих стратегий, в настоящее время проводится совместная работая с экспертами для того, чтобы создать новые стандарты для инженерных систем будущих умных домов.