Анализ энергосбережения и повышения эффективности использования энергоресурсов при разработке схем теплоснабжения

Актуальные вопросы энергосбережения и повышения эффективности использования энергоресурсов при разработке схем теплоснабжения.

A.Н. Кислицын,

B.А. Бегалов,

Сложившаяся ситуация Схемы теплоснабжения можно рассматривать как комплексный инструмент территориального развития и повышения энергоэффективности поселений и городских округов. Не случайно их разработка стоит на повестке дня одним из первых пунктов. Новое законодательство создало определенные условия и поставило серьезные требования по разработке схем теплоснабжения.

Актуальность разработки схем объясняется масштабными системными проблемами, которые повсеместно накопились в этой сфере и грозят самыми серьезными последствиями, вплоть до коллапса коммунального комплекса в отдельных поселениях.

К таким проблемам в Свердловской области, прежде всего, относятся:

¦ износ основных фондов (генерирующего оборудования и теплосетей). По имеющимся данным, в области 40% установленных котлов находятся в эксплуатации более 24 лет, еще 20% - от 12 до 24 лет. В пилотном Горноуральском городском округе процент износа доходит до 95%. Это ведет к перерасходу топлива и выпадающим доходам теплоснабжающих организаций (по оценкам — около 545 млн руб. по области);

¦ низкий уровень загрузки оборудования и, как следствие, перерасход топлива (часть предприятий закрылась, а часть использует собственные источники энергии);

¦ низкий уровень эксплуатации и, как следствие, низкая эффективность котельных (средний КПД котельных, например, в Горноуральском округе составляет около 40%);

¦ сверхнормативные потери в тепловых сетях (превышение в 3−4 раза; в поселке Ленёвка годовые потери, учтенные в тарифе, составляют 210 Гкал, потери по СНиП 2.04.07−86 «Тепловые сети» — 86−920 Гкал, а фактические — 1640 Гкал);

¦ технологически обоснованные затраты, которые не учитываются в тарифе (необходимость поддерживать температурный график в открытой системе теплоснабжения);

¦ несанкционированный отбор теплоносителя потребителями;

¦ определение объемов тепловой энергии по усредненному по муниципалитету нормативу, в то время как малоэтажный жилой фонд потребляет куда больше (отсутствуют приборы учета тепловой энергии);

¦ низкий уровень собираемости платежей (от 60 до 85% на примере Горноуральского округа).

В результате сложившейся ситуации до потребителя доходит 30−40% отпускаемой тепловой энергии. Система постоянно генерирует значительные убытки и просто проедает себя. В апреле 2012 г, когда начинали эту работу в области, общая сумма задолженности теплоснабжающих предприятий Горноуральского городского округа перед ЗАО «Уралсевергаз» составляла более 110 млн руб. Тот же поселок Ленёвка с численностью жителей 350 человек ежегодно накапливает убытки в размере 2 млн руб. В масштабах области за год генерируется около 2 млрд руб. таких убытков, при общей величине — порядка 6 млрд. Понятно, что в таком виде система дальше существовать не может, ее надо менять.

Во исполнение требований Федерального закона № 190-ФЗ «О теплоснабжении» в Свердловской области в ноябре 2012 г. было принято Распоряжение Правительства Свердловской области № 2377-РП, утвердившее перечень пилотных муниципальных образований для разработки в 20 122 013 гг. схем теплоснабжения. Основная задача — обеспечение надежности систем теплоснабжения поселений и городских округов. В список вошли первые десять территорий: Горноуральский, Белоярский, Каменский, Тавдинский, Талицкий, Ивдельский, Верхотурский, Североуральский городские округа, а также городской округ Дягтярск и Ирбитское муниципальное образование. Выбраны они были по принципу максимальной проблемности: проживает около 280 тыс. человек (6,2% от населения области); занимают около 29% площади области; потребление газа составляет 7,2% общеобластного потребления в ЖКХ; задолженность территорий составляет 20% областной задолженности.

Организовать разработку схем теплоснабжения для пилотных муниципальных образований и на этой основе отработать технологию для последующего использования в других территориях было поручено ГБУ Свердловской области «Институт энергосбережения».

Организация работ В первую очередь были проведены работы на примере Горноуральского городского округа. Затем три экспертные-организации подрядчика, основываясь на этом примере, разработали еще три схемы. В результате по состоянию на начало марта 2013 г. были разработаны и заслушаны в Правительстве области схемы теплоснабжения первых четырех муниципальных образований. Все они прошли необходимый этап общественных слушаний и перешли на стадию заказа проектно-изыскательских работ. Одновременно была начата работа по следующим территориям.

Одна из сложностей подобной работы — большой объем исходных данных, которые необходимо собрать на месте, а затем качественно проанализировать, сделать выводы и предложить решения.

Общая технология работы такова. За сбором и подготовкой необходимой исходной документации в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 22.02.2012 г. № 154 «О требованиях к схемам теплоснабжения, порядку их разработки и утверждения», в т. ч. данных энергопаспортов, следует описание существующего положения в сфере производства, передачи и потребления тепловой энергии для целей теплоснабжения. теплоснабжение энергоэффективность газовый котельная По городскому округу анализируется следующая информация:

¦ структура потребителей тепловой энергии (площадь отапливаемых строительных фондов с разбивкой на жилой фонд, соцкультбыт и общественные здания, производственные здания; далее по этим данным определялись объемы потребления тепла, Гкал/год);

¦ установленная мощность источников и тепловая нагрузка по типам потребителей;

¦ сложившееся удельное потребление топлива (газа, угля) для выработки единицы тепловой энергии.

По конкретным населенным пунктам определяется:

¦ численность населения;

¦ характеристики теплоисточников (год ввода в эксплуатацию, мощность, нагрузка и т. п.);

¦ характеристика потребителей;

¦ схема тепловой сети населенного пункта;

¦ характеристика тепловых сетей (год постройки, протяженность, состояние изоляции, расчет износа, потерь, в т. ч. учтенных в тарифе, по СНиПу, фактических);

¦ тепловой баланс, откуда видна эффективность схемы теплоснабжения (сколько доходит до потребителей за вычетом всех потерь);

¦ финансовый баланс — исходя из платежей потребителей, тарифа (становится видна сумма убытков в год);

¦ перспективный спрос на тепловую мощность и тепловую энергию на цели теплоснабжения в административных границах поселений;

¦ разрабатывается электронная модель системы теплоснабжения поселения;

¦ разрабатываются варианты развития схемы теплоснабжения поселения, городского округа и тарифно-балансовых моделей теплоснабжающих и теплосетевых предприятий. На этом этапе происходит формирование вариантов новой схемы теплоснабжения;

¦ проводится оценка надежности теплоснабжения, обоснование инвестиций, оценка ценовых последствий реализации проектов схемы теплоснабжения (необходима предварительная оценка затрат по вариантам).

Проект схемы теплоснабжения по округу затем выносится на рассмотрение органами местного самоуправления, на публичные слушания.

Следующий пункт — разработка технического задания для конкурсной документации на проектно-изыскательские работы.

Необходимо отметить, что в процессе работы выяснилось, что не везде в пилотных муниципалитетах проведены обязательные энергетические обследования, поэтому для облегчения работы был разработан специальный опросник, который заполняли специалисты на местах. Таким образом, они вовлекались в эту комплексную работу, а мы получали некие исходные данные.

Важен также и управленческий аспект. Проекты по разработке схем теплоснабжения имеют комплексный характер и требуют привлечения высококвалифицированных специалистов по различным видам инженерного обеспечения. Как уже указывалось выше, необходимо чтобы итоговые документы представляли собой комплект предпроектной документации и технические задания на проведение конкурсных процедур по проектированию систем теплоснабжения. По результатам выполненных проектов можно сделать ряд выводов о специфике городских округов (муниципальных образований), но вместе с тем выделить основные блоки (разделы) проектов, на которые следует разрабатывать технические задания: теплогенерирующие установки, тепловые сети, системы водоснабжения, газоснабжения (внутрипоселковые), электроснабжения, системы децентрализованного отопления с установкой индивидуальных газовых, а в ряде случаев — электрокотлов.

Таким образом, комплексный характер выполняемых проектов требует не только привлечения различных специалистов, но и организаций, специализированных в перечисленных сферах деятельности. Поэтому весьма важными являются вопросы организации и координации деятельности различных групп специалистов и компаний.

Предложения Ничего удивительного, что детальный анализ подтвердил наличие на пилотных территориях типичных проблем, упоминавшихся выше.

Эффективность системы теплоснабжения, например, поселка Ленёвка Горноуральского городского округа составила 37%, именно столько тепла доходит до потребителя (рис. 1). При этом финансовый баланс показывает обратную ситуацию (рис. 2).

Для поселка были предложены следующие мероприятия:

¦ вывод из эксплуатации существующей котельной (2,58 Гкал/ч) и насосной стации;

¦ строительство блочной газовой котельной для отопления двухэтажного жилого сектора и объектов соцкультбыта (0,17 Гкал/ч);

¦ газификация оставшегося жилого сектора (10 домов) и фельдшерско-акушерского пункта;

¦ прокладка централизованного водопровода от скважины до потребителей (1 км);

¦ перевод одноэтажного жилого фонда на индивидуальное поквартирное отопление;

¦ ремонт остающихся тепловых сетей (2 км). Базовых вариантов развития событий два — установка придомовых котельных, либо переход на поквартирное отопление с полной децентрализацией источников теплоснабжения. В первом случае удастся выйти на тот же уровень с некоторым снижением затрат на электроэнергию (если в прошлом году была цена 945 руб./Гкал, то после этих мероприятий она составит порядка 900−910 руб./Гкал), но надо учитывать, что это уже оплата за энергию по всей цепочке, с воспроизводством энергии. Поквартирное же отопление будет обходиться практически по цене газа, что выгоднее для потребителя.

В целом по Горноуральскому округу рассмотрены следующие предложения:

¦ вывод из эксплуатации котельных, отработавших нормативный срок службы (18 шт. суммарной мощностью 86,8 МВт);

¦ строительство блочных модульных газовых котельных в местах сосредоточения нагрузки и для снабжения объектов соцкультбыта (17 шт. суммарной мощностью 17,1 МВт);

¦ сокращение и вывод из эксплуатации неэффективных тепловых сетей (25,8 км из существующих 38 км);

¦ реконструкция сохраняемых тепловых сетей (12,2 км) и строительство новых (3,8 км);

¦ проектирование и строительство сетей водоснабжения взамен «спутников»;

¦ газификация жилого фонда (протяженность газопроводов около 18 км);

¦ перевод малоэтажного жилого фонда на индивидуальное поквартирное отопление.

Как показывают расчеты по первым территориям, оптимизация схемы теплоснабжения может дать эффект по снижению потребления газа более чем на 40%, а проект по модернизации может окупиться менее чем за три года. Ожидаемый результат модернизации: для населения и соцкультбыта — это повышение качества и надежности теплоснабжения, снижение платежей. Для теплоснабжающей организации — ликвидация вероятных убытков, повышение эффективности системы теплоснабжения, экономия топливно-энергетических ресурсов, повышение собираемости платежей. Для поставщиков газа — прекращение роста долгов, повышение собираемости платежей.

По Горноуральскому округу совокупность предлагаемых мероприятий позволит:

¦ снизить установленную мощность котельных и котельного оборудования со 108 МВт до 45,5 МВт, или на 57%;

¦ практически избавиться от убыточных теплотрасс;

¦ более чем в 2 раза уменьшить установленную мощность электроприводов насосов;

¦ снизить эксплуатационные расходы;

¦ снизить расходы на ежегодные плановые и аварийные ремонты;

¦ и, самое главное, ввести экономически обоснованные тарифы на потребляемую тепловую энергию;

¦ уменьшить платежи населения за отопление;

¦ оптимизировать потребление газа и остановить рост долгов за теплоснабжение и ГВС.

Перевод малоэтажного жилого фонда на индивидуальное поквартирное отопление обеспечит дополнительную экономию бюджетных средств. А для пилотных муниципалитетов это хороший шанс получить государственные инвестиции и модернизировать свои системы теплоснабжения.

Расчетная экономическая эффективность мероприятий по модернизации систем теплоснабжения в Горноуральском городском округе Свердловской области.

Чтобы спланировать инвестиционные потребности для реализации указанных выше мероприятий по Горноуральскому округу, они были разделены на три очереди (см. таблицу). В первую включены мероприятия, внедрение которых даст наибольший экономический эффект, во вторую — мероприятия, обеспеченные какой-либо проектной документацией, в том числе заключениями госэкспертизы. В третью очередь вошли все остальные проекты. Например, из 22 поселков в Горноуральском городском округе 12 попали в первую очередь. Расчетные сроки окупаемости по ним — 2−5 лет.

В заключение следует отметить, что основной сложностью при подготовке схем теплоснабжения пилотных территорий стало низкое качество исходной информации. Информации нет, либо она различается по одному и тому же объекту в различных эксплуатирующих организациях. Кроме того, при подготовке мероприятий по реконструкции систем теплоснабжения приходится одновременно создавать проекты по водоснабжению. И, конечно же, возникают сложности при оценке инвестиционных потребностей — для этого нужен определенный опыт.