Централизованное теплоснабжение в Дании и Германии

Централизованное теплоснабжение в Дании и Германии

К середине 90-х годов доля системы ЦТ составила около 60% от общего потребления тепла. К системе ЦТ подключено 500 тыс. установок, снабжающих теплом более 1 млн. жилых зданий и большое количество других потребителей. В результате потребление первичных энергоресурсов на отопление 1 кв. м. площади только в период 1972;1988 гг. сократилось в два раза.

Экономичность ЦТ обусловлена низкими тепловыми потерями в распределительных сетях, благодаря созданию новых конструкций труб, в том числе пластмассовых, применению эффективной теплоизоляции трубопроводов и прогрессивных методов их укладки и эксплуатации. Это позволяет снизить температуру воды в распределительной сети до 70−85° С. Среди новых технических средств, повышающих эффективность использования тепловой энергии, в Дании повсеместно используются эффективные пластинчатые теплообменники, насосы с регулируемым электроприводом, различная автоматика контроля и регулирования расхода теплоносителя, а также индивидуальные регуляторы тепла, устанавливаемые на каждый радиатор внутри зданий.

В Дании создано около 300 компаний ЦТ. Как правило, компаниями ЦТ в крупных городах владеют местные власти, малыми компаниями ЦТ — кооперативы потребителей. В первом случае интересы потребителей отражаются через представителей, избранных в органы власти. Во втором случае — правления компаний ЦТ избираются на ежегодных собраниях представителей потребителей.

С целью снижения до минимума расходов потребителей все компании ЦТ действуют как бесприбыльные кооперативы и, следовательно, нет затрат потребителей на покрытие налогов с прибыли компаний. При этом реальная прибыль, получаемая теплоснабжающей компанией в течение отчетного периода (на конец каждого года), направляется в виде дотации на снижение тарифов на тепло для всех потребителей в будущем после отчетного году. Таким опосредованным образом потребители теплоэнергии в Дании являются фактическими владельцами теплоснабжающих компаний и большинства теплогенерирующих мощностей.

Политика Дании в области теплоснабжения нацелена на решение задач экономии энергии и снижения выбросов в окружающую среду от теплопроизводящих установок путем развития ЦТ, и в том числе комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ), и мелких децентрализованных систем теплоснабжения, охватывающих максимально-возможное количество рассредоточенных потребителей. В результате развития комбинированного производства тепла и электроэнергии в стране не должно остаться ни одной электростанции, работающей по конденсационному циклу, и в то же время должно быть обеспечено максимально возможное использование действующих котельных установок не только для производства тепловой, но и электрической энергии.

В соответствии с Законом «О теплоснабжении» цены на тепло устанавливаются в соответствии с фактическими расходами на основе общего экономического принципа самообеспеченности. Цена включает все необходимые расходы на поставку тепла. Таким образом, компания не может обанкротиться. Цена может включать умеренный уровень процентов на произведенные капиталовложения. Это означает, что местные власти, владеющие компанией ЦТ, не имеют права переводить прибыли со счетов компании на другие цели. Вся прибыль должна быть использована на снижение цен на отопление.

Плата, которую получали производители энергии, была долгое время достаточно низкой. Сейчас имеется соглашение о том, что производители энергии могут получать за нее цену, равную производственным расходам, то есть эти производители (как и поставщики) работают как бесприбыльные предприятия. Поэтому цена на тепло не завышается за счет налогов на прибыль. Средняя цена на энергию, поставляемую ТЭЦ, которой владеет компания ЦТ, составляет около 0,3 датских крон за 1 кВт.ч. (то есть чуть более 4,5 центов за 1 кВт.ч. или 1,44 руб. (курс 1 $=32 руб.)).

Во всех государственных учреждениях, офисах, строениях внедряется обязательное управление энергопотреблением в качестве примера для местных властей, крупных потребителей энергии и владельцев частных домов. Прилагаются усилия по увеличению продажи оборудования, позволяющего экономить энергию. В результате многие крупные потребители также уже ввели свою систему управления потреблением энергии и контроля за ее расходом. Эта система регистрирует потребление тепла и электроэнергии непрерывно, что быстро позволяет установить причины повышенного расхода энергии. Опыт показывает, что только внедрение системы контроля ограничивает потребление на 10%.

В Дании применяется уникальный метод экономии энергии путем снижения температуры подаваемой в системы ЦТ воды, так как тепловые системы и тепловые аккумуляторы легче всего строить и эксплуатировать при температурах около или ниже 100° С. Все большее значение в Дании придается развитию ТЭЦ. Высокий КПД работы электростанций страны во многом определяется развитием ТЭЦ на высоких параметрах пара и с использованием для охлаждения морской воды. Этот КПД (то есть соотношение полезно полученной электрической и тепловой энергии к теплотворной способности затраченного на ее производство топлива) составил свыше 80%. Без ТЭЦ КПД электростанций не превысил бы 40,8%.

ТЭЦ дают около 60% тепла, отпускаемого от систем ЦТ. С середины 70-х годов многие электростанции реконструировались в ТЭЦ. Почти все новые электростанции, построенные за последние 15 лет, вырабатывают и электроэнергию, и тепло. В будущем запланировано построить еще несколько менее крупных («децентрализованных») ТЭЦ. Промышленным предприятиям, уже имеющим свои электростанции, также рекомендовано осуществить скорейший переход к системам совместной выработки тепла и электроэнергии с использованием природного газа в качестве топлива. Таким образом, удельный вес тепла, вырабатываемого на ТЭЦ, еще больше возрастет.

Централизованный характер ТЭЦ приводит к тому, что выбросы сосредотачиваются в одной или нескольких отдельных пунктах, что дает ряд преимуществ подобному размещению. Одним из значительных преимуществ крупных ТЭЦ являются их более широкие, по сравнению с индивидуальными установками, экономические возможности по внедрению сложных передовых технологий контроля за загрязнением окружающей среды. Примерами нововведений являются оборудование котлов горелками с регуляторами температуры сжигания топлива, обеспечивающими низкий выход окислов азота, устройства по рециркуляции дымовых газов и снижению уровня окислов азота с помощью катализаторов, новые системы газоочистки с целью снижения до минимума выбросов SO2 и Hcl. Эти нововведения на ТЭЦ можно осуществлять с относительно более низкими затратами по сравнению с теми же мероприятиями на малых установках.

Особым для Дании направлением является создание мини-ТЭЦ мощностью до 1 МВт прежде всего на базе действующих котельных путем надстройки на них газовых турбин и газопоршневых электростанций. Уже в начале 1992 г. в Дании насчитывалось 100 таких ТЭЦ, а общий их потенциал составляет в стране не менее 200 Мвт.

Например, в деревне Севел, где здания были оборудованы печами, генераторами на жидком топливе или электроотоплением, после создания мини-ТЭЦ расходы потребителей энергии снизились на 20%.Доля тепла, получаемого от ТЭЦ, составляет в Дании 47%. К 2005 году она возрастет до 55%.

Двадцать процентов топлива, используемого ЦТ, приходятся на местные, не ископаемые топлива. Такие биотоплива, как солома, оставшаяся от сельскохозяйственных работ, и отходы древесной щепы все чаще замещают ископаемые топлива. Эти источники энергии, в отличие от угля, нефти или газа выделяют только то количество углекислого газа, которое они поглотили в течение своей жизни. Оно все равно попало бы в атмосферу при естественном распаде так же, как и при сжигании. Поэтому принято считать, что подобные топлива при сжигании не выделяют окислов углерода.

Дополнительным ресурсом энергии в системах ЦТ является использование отходящего тепла промышленности. Система распределения тепла состоит из 17 тыс. км двойных труб. Снижение температуры и давления подаваемой воды в сети, заводское изготовление теплоизолированных труб, новые методы укладки и монтажа труб позволяют сделать распределительную систему менее капиталоемкой и более эффективной, трубы с заводской теплоизоляцией (предварительно изолированные трубы) обеспечивают высокую степень надежности и самоокупаемости. Стальные трубы в заводских условиях покрываются теплоизоляционной пеной из полиуретана. Защитный кожух (труба-оболочка) изготавливается из полиэтилена с высокой плотностью. Сегодня в Дании практически все трубопроводы для ЦТ изготавливаются именно этим способом и, по оценкам, не менее 2/3 всех действующих трубопроводов относятся к данной категории. Предварительно изолированные трубопроводы отличаются надежностью, их гарантированный срок службы — около 30 лет, они в основном используются в режиме температур до 130 °C.

Низкие температуры, используемые в системах ЦТ Дании, позволяют утилизировать избыточное тепло относительно низкой температуры, которое содержится в отходящих газах и сточных водах промышленности. Например, цементный завод «Ольборг Портланд» дает около 190 тыс. ГКал в год для теплоснабжения в г. Ольборг, что составляет около 15% потребности города в тепле. Это обеспечивает сокращение вредных выбросов в окружающую среду.

По материалам книги «Повышение эффективности использования энергии в промышленности Дании», изданной Российско-Датским институтом энергоэффективности и Министерством топлива и энергетики РФ. централизованный теплоснабжение дания германия Департаментом внешних экономических связей и туризма Администрации Кемеровской области в октябре организован семинар в Германии по изучению немецкого опыта энергосбережения в жилищном секторе.

В семинаре приняли участие специалисты ЖКХ и строительной сферы области, энергетики Кузбасского Центра энергосбережения и Региональной энергетической комиссии. Обмен опытом и обсуждение актуальных проблем энергосбережения, использования альтернативных источников энергии прошел на базе Германского энергетического агентства. Кузбасским участникам семинара была предложена обширная и насыщенная программа, в ходе которой российские гости посетили множество немецких фирм, занимающихся производством новейших строительных материалов, теплотехнического оборудования зданий. Кроме того участники семинара ознакомились с работой берлинских ТЭЦ, жилищно-строительных товариществ, осуществляющих обслуживание многоквартирных жилых домов, им была представлена система контрактинга, которая только набирает обороты в Германии. Именно на основе контрактинга в ФРГ в скором будущем будет производиться обслуживание и содержание фонда жилых и производственных зданий. Эта система разработанная Германским энергетическим агентством, получила одобрение Правительства Германии и начинает внедряться.

Энергоэффективность является краеугольным камнем усилий Германии по снижению отрицательного воздействия производства тепловой энергии на окружающую среду. Согласованная политика Германии в области энергосбережения определяется установленной в 1986 году целью: снижение и стабилизация выбросов парниковых газов.

Проблемами энергосбережения в Германии занимаются с семидесятых годов прошлого столетия. За это время было принято четыре постановления Правительства: в 1977, 1982;1984, 1994 и 2001 годах.

Принципиальной особенностью каждого очередного постановления является последовательная интеграция в нормирование системного подхода к рассмотрению здания с энергетической точки зрения и постепенное ужесточение требований по теплозащите зданий.

С 1977 по 1993 год Германия имела успешный опыт реализации постановлений — общее энергопотребление в жилищном секторе было снижено на 25%. В 2001 году этот показатель увеличен еще на 40% по сравнению с 1993 годом. Для производства тепловой энергии старые здания требуют 205 кВт. ч/м²/год, (0,028 Гкал/м²/мес) В новом строительстве принят стандарт энергопотребления в 80 кВт. ч/м²/год, (0,011 Гкал/м²/мес).

На основе опыта Германии страны, входящие в ЕС, в 1993 году также приняли на себя обязательства по снижению уровня выбросов парниковых газов, снижению уровня удельного потребления энергии, сохранению окружающей среды и более эффективному использованию энергетических ресурсов.

1 февраля 2002 г. Федеральное министерство экономики и технологий и Федеральное министерство транспорта, строительства и жилищного хозяйства Германии утвердили и ввели в действие очередное постановление 'Об энергосберегающей тепловой защите и энергосберегающих отопительных установках', известное под сокращенным названием EnEV-2002.

Новым постановлением нормируется более высокий уровень энергетических требований к зданию по отоплению, горячему водоснабжению. Установлены требования к воздухопроницаемости ограждающих конструкций зданий, к воздухообмену замкнутых объемов помещений, к работам при реконструкции зданий, к генераторам тепла и энергетическому паспорту здания.

Постановление отвечает потребностям в комфорте находящихся в здании людей, безопасности, рациональному и благоприятному для окружающей среды использованию энергии. Одновременно с этим постановлением вступило в силу большое число новых показателей и методов их определения по новым стандартам и техническим правилам.

Последовательное во времени снижение потребности зданий в энергии на поддержание в них требуемого теплового комфорта составляет основную часть энергетической политики Германии. В перечень выполняемых энергосберегающих мероприятий входит надлежащая теплоизоляция вновь возводимых зданий, санация ранее построенных, регулярный осмотр и контроль исправности теплогенерирующих устройств, составление энергетического паспорта здания, энергетический аудит объектов с высоким уровнем энергопотребления, подсчет фактических расходов на отопление, вентиляцию, кондиционирование и горячее водоснабжение.

Методика определения энергоэффективности здания основывается на общих принципах, включающих: теплотехнические характеристики здания, воздухообмен, отопительные установки и их теплофикационные характеристики, установки вентиляции и кондиционирования, установки искусственного освещения, ориентацию здания, пассивные системы использования солнечной радиации, естественное освещение, централизованные и децентрализованные системы теплоснабжения, системы, основанные на возобновляемых источниках энергии.

Для реализации постановления разработан механизм финансирования работ по энергосбережению. Домовладельцы имеют право получения льготного кредита через уполномоченный государственный банк. Ставка рефинансирования при этом на 50−60% ниже, чем в коммерческих банках и составляет 2−2,5%. Кредит выдается на 10 и более лет. Возврат кредита осуществляется за счет арендатора квартиры путем включения этих расходов в стоимость аренды. При этом фактическое увеличение расходов незначительное, (до10%), так как резко снижаются расходы на отопление и горячее водоснабжение.

Разработана и внедряется коммерческая система финансирования — Контрактинг. По данной системе коммерческая фирма за счет своих и заемных средств выполняет работы по энергосбережению в задании и эксплуатирует оборудование до момента полной его окупаемости и получения определенной договором доли прибыли и в связи с этим заинтересована в достижении максимальной эффективности выполненного проекта. Возврат средств осуществляется также за счет арендатора.