Состав рабочей группы «НГ»: Кузник И.В.; Колубков А.Н.; Ильин Е.Т.; Белов В.М.; Михайлов М.А.; Плехов А.Г.; Гринчевский И.Л.; Гусев М.А.; Гун В.А.; Белов А.Л.; Шеин И.С.; Клюшенков Н.Н.

 

Доклад рабочей группы «НГ»

Группа специалистов задалась вопросом: почему столь разнятся инженерные решения, применяемые в системах централизованного теплоснабжения в России и развитых странах (Дания, Финляндия), считающихся лидерами в области эффективного централизованного теплоснабжения? Предполагалось оценить эффективность применяемых решений у нас в России и у них, в Европе.

Для получения объективной оценки было предложено выполнить научную работу, целью которой являлось получение объективных данных, которые были бы приняты и услышаны не только специалистами в энергетической отрасли, но, главное, специалистами в области управления государством, то есть экономистами и юристами.

Результаты этой работы предлагаются вашему вниманию в данной статье.

Суть работы сводится к проектированию условного города: проектированию внутренней разводки зданий, проектированию квартальных и магистральных тепловых сетей, проектированию источника тепловой энергии (ТЭЦ) для трёх вариантов различных сценарных условий. Использование в качестве централизованного источника котельной в данном случае не рассматривалось.

Первый сценарий основан на технических решениях сформулированных ещё во времена СССР и повсеместно применяемых сегодня (температурный график 150/70 °C с применением ЦТП и четырёхтрубным подключением зданий). Например, так построена система теплоснабжения, эксплуатируемая сегодня в Москве.

Второй сценарий построен на отказе от использования ЦТП в пользу применения ИТП (так строят в Европе). Третий сценарий отличается изменением температурного графика в пользу температурного режима, при котором температура теплоносителя в подающем трубопроводе меняется по графику, аналогичному 150/70 °C, а в обратном трубопроводе всегда составляет 40 °C.

При разработке схемы теплоснабжения условного города взяли типовой «спальный» квартал городской застройки. В основе квартала группа из четырёх секционных жилых домов переменной этажности (9–17 этажей).

Все дома имеют в своём составе встроенные подземные гаражи-стоянки и встроенные объекты социального назначения. Для корректности сравнения вариантов со сложившейся схемой теплоснабжения принята схема с включением «точечной» застройки в виде здания повышенной этажности с собственным ИТП. Практически данный вариант позволял рассматривать эту «точечную» застройку с собственным ИТП, как объект социального назначения (школа, детсад, магазин и т.п.). Расчётное количество квартир в квартале около 1300. Расчётное количество жителей в квартале примерно 3500 человек.

Для условного города без промышленной застройки принята к рассмотрению схема из 30 кварталов. При этом условное количество жителей составит около 100– 110 тыс. человек. Такой город относится к понятию «средний город» по условиям, сложившимся в России. Сценарные условия представлены в табл. 1.

Методы повышения энергоэффективности в централизованном теплоснабжении . 10/2017. Фото 1

Для корректности сравнения вентиляционная нагрузка, не превышающая 20 % отопительной, подключается к трубопроводам отопления зданий. Для наглядности результатов работы предложено просчитать стоимость владения системой централизованного теплоснабжения за 20 лет эксплуатации по трём сценариям и сравнить их между собой.

Методы повышения энергоэффективности в централизованном теплоснабжении . 10/2017. Фото 2

Результаты работы, проведённой силами рабочей группы, сведены в табл. 2–4. Все расчёты могут быть представлены заинтересованным лицам по отдельному запросу к рабочей группе.

Экономический эффект (разность между первым и третьим сценарием) составляет 3 644 245 тыс. руб. Эффект по отношению к объёму реализации тепловой энергии составляет 20,3 %. Полученный эффект может быть направлен на снижение цены за тепловую энергию для конечных потребителей.

Экономический эффект (разность между первым и третьим сценарием) в размере 2 747 000 тыс. руб. Эффект по отношению к объёму реализации тепловой энергии составляет 15,3 %.

Методы повышения энергоэффективности в централизованном теплоснабжении . 10/2017. Фото 3

Применение технического решения по третьему сценарию приводит к снижению потерь тепловой энергии в тепловых сетях на приблизительно 36 %. Если бы в России, соответствующим образом переделали системы централизованного теплоснабжения, то потери тепловой энергии в сетях снизились бы на 36 %. При имеющейся сегодня в среднем по стране потере более 12 % внедрение такого решения дало бы эффект в виде снижения выработки тепловой энергии на примерно 5 %. Учитывая масштаб использования тепловой энергии в энергобалансе страны, обнаруживаем соответствующее снижение общего потребления энергоресурсов России.

Применение технического решения, реализованного по третьему сценарию по сравнению со первым сценарием приводит к снижению инвестиций при строительстве сетей на 718 013 тыс. руб. (приблизительно 25 %).

Применение же технического решения, реализованного по третьему сценарию, приводит к снижению эксплуатационных затрат по тепловым сетям на 49 % (87 907 тыс. руб. в год).

Общий вывод: применение технического решения по третьему сценарию приводит к снижению стоимости владения системой централизованного теплоснабжения на 20,3 %.

Группа специалистов считает доказанным преимущество использования в централизованных системах теплоснабжения количественно качественного регулирования путём применения индивидуального теплового пункта с максимально возможным понижением температуры теплоносителя в обратном трубопроводе вместо применяемых повсеместно в России систем с ЦТП. И считает, что государство должно создать условия, при которых произойдёт соответствующая модернизация систем централизованного теплоснабжения. 

 

Рекомендации

Для того чтобы в России строили системы централизованного теплоснабжения по третьему сценарию, а существующие системы централизованного теплоснабжения модернизировали соответствующим образом, на государственном уровне необходимо создать условия (кнут и пряник), при которых у собственников объектов централизованного теплоснабжения (источников, сетей и зданий) принимающих решения об инвестициях и ставящих задачи перед проектировщиками, появился стимул это делать.

 

Выводы

Выводы исследования показывают: достаточно простимулировать снижение температуры теплоносителя в обратном трубопроводе и тогда возникнут условия (интересы субъектов) для модернизации существующих систем централизованного теплоснабжения от сценария №1 к сценарию №3.

Температура теплоносителя в обратном трубопроводе определяется оборудованием, принадлежащем потребителю тепловой энергии; для смены этого оборудования инвестиционные затраты придётся нести потребителю, а экономический эффект возникающий при этом, появляется на стороне поставщика.

Следовательно, нужен инструмент, соответствующим образом стимулирующий потребителя (перераспределяющий экономический эффект от поставщика к потребителю). Такой инструмент известен и широко используется в Дании: речь идёт о так называемом «многоступенчатом тарифе (3+1)», в котором ступени 3+1 стимулируют снижение температуры теплоносителя в обратном трубопроводе. Многоступенчатые тарифы являются тем инструментом государственного управления энергоэффективностью, которого сегодня так не хватает и который создаст экономические стимулы к модернизации систем централизованного теплоснабжения и повышению их эффективности в масштабах всей страны. Именно применение такого инструмента позволит коренным образом реконструировать теплоснабжение в стране за пять-семь лет, а экономический эффект от такой реконструкции составит приблизительно до 20 %.

Подробно о многоступенчатых тарифах рассказано в монографии автора «Централизованное теплоснабжение. Проектируем эффективность» [1].

В случае появления такого инструмента возникнет устойчивый вектор интересов собственников объектов систем централизованного теплоснабжения, который гарантированно приведёт к соответствующей модернизации систем теплоснабжения в обозримом будущем, через пяти-семи лет. Для появления такого инструмента следует внести соответствующие изменения в нормативные акты, определяющие порядок образования тарифов в стране.

Помимо этого следует обязать проектировать и строить новые здания в обязательном порядке оборудованные индивидуальным тепловом пунктом (гидравлически развязанным) с системами автоматики для регулирования и контроля температуры в обратном трубопроводе. Следует повсеместно выдавать технические условия для новых зданий на подключение к сетям централизованного теплоснабжения с режимами, в которых температура в обратном трубопроводе устанавливается равной 40 °C, и обязать оборудовать здания ИТП при капитальных ремонтах, в том числе здания жилого фонда. Необходимо предоставить право теплоснабжающим организациям модернизировать тепловые сети путём сноса централизированного теплового пункта и установки ИТП у потребителей тепловой энергии.

В случае принятия решения о необходимости реализации предложений обоснованных данной работой, специалисты рабочей группы готовы сформулировать предложения в виде законопроектов о внесении соответствующих изменений в федеральные законы.