Коммунальный комплекс России

Дмитрий Астраханцев,
председатель Комитета по вопросам ЖКХ администрации г. Петрозаводска

 

В муниципальных образованиях существуют большие возможности экономии электро- и теплоэнергии при ее производстве, транспортировке и потреблении. Как реализовать эти возможности наиболее эффективно?

 

Энергорасточительность свойственна всем российским муниципальным образованиям. Она превратилась в проблему еще на стадии создания коммунальной инфраструктуры и сохраняется до настоящего времени. Постоянно повторяющиеся управляющие воздействия не приводят к кардинальным улучшениям. Проблема может быть решена, если будет выделена в отдельную систему, всесторонне изучена во взаимосвязи с внешней средой, если будут установлены причины еевозникновения и подпитывающие ресурсы, определены цели и выработаны конкретные рекомендации по их достижению. Программа повышения энергоэффективности муниципальных образований представляет собой численно сформулированные цели, набор алгоритмов, последовательность и взаимосвязь действий, а также систему управления. В наиболее общем виде цель для каждого муниципального образования может быть сформулирована следующим образом: «обеспечение энергетических потребностей при целесообразно минимальном потреблении энергоресурсов из внешней среды».

Несовершенство системы можно устранить единственным способом − досконально изучить процесс функционирования системы, ее сильные и слабые стороны и приступить к бесконечной процедуре совершенствования. Должно быть достигнуто состояние, при котором объединение участников для решения каждой подцели создает новые возможности, которых нет у каждого участника в отдельности.

 

В настоящее время обеспеченность приборами учета тепловой энергии и теплоносителя в коммунальной инфраструктуре оценивается в 15−20% от требуемого объема. Узлами учета тепловой энергии и теплоносителя оснащаются крупные и средние источники теплоснабжения, тепловые пункты,многоквартирные жилые дома, здания и сооружения коммунальной инфраструктуры, промышленные предприятия. Низкий уровень оснащения узлами учета и, как следствие, отсутствие представительных данных о выработке, отпуске и потреблении тепловой энергии не позволяют вести контроль ее рационального и эффективного использования. Любая программа повышения эффективности использования ресурса должна начинаться с его учета.

 

При разработке программ энергосбережения необходимо в их состав ввести подпрограмму оснащения приборами учета тепловой энергии. Эта подпрограмма должна руководствоваться комплексным подходом к учету энергоресурсов. При учете горячего водоснабжения необходимо начинать с поквартирного учета в комплексе с установкой общедомовых приборов с целью выявления небаланса и его анализа. При учете тепловой энергии в системах отопления учет идет от источника теплоснабжения к центральному тепловому пункту и к общедомовому счетчику. Причем счетчики на источниках теплоснабжения и центральных тепловых пунктах, как правило, учитывают нагрузку отопления и горячего водоснабжения совместно. Необходимо также отметить, что возможности современных теплосчетчиковпозволяют измерять и регистрировать такие параметры системы теплоснабжения, как расход сетевой воды и разница температур в подающем и обратном трубопроводах. Наличие данной информации позволяет ввести систему поощрений потребителя за снижение расхода теплоносителя и увеличения разницытемператур за счет введения гибкой тарифной сетки на тепловую энергию (например, введением понижающих коэффициентов к действующим тарифам). 

Возможности энергосбережения

Рынок тепла имеет свои особенности, которые вытекают из особенностей технического процесса снабжения потребителей. Для создания эффективной схемы работы теплоснабжающих предприятий необходимо учитывать эту специфику. В централизованном теплоснабжении нет независимого спроса. Качество теплоснабжения покупателей тепловой энергии зависит не только от работы теплоисточника и тепловой сети, но и от качества и количества потребления других покупателей, так как каждый потребитель непосредственно влияет на гидравлические режимы общей теплосети. Можно отметить следующие возможности энергосбережения:

• поведенческое энергосбережение. Это укоренение у людей привычки к минимизации использования энергии, когда она им не нужна, что можно выразить привычным лозунгом «Уходя − гасите свет». Необходимо осознание людьми положения, что энергосбережение экономически выгодно. Достигается это информационной поддержкой, методами пропаганды, обучением со школьной скамьи энергосбережению. Поведенческое энергосбережение подразумевает обеспечение потребностей при меньшем потреблении энергоресурсов, и это в основном обеспечивается без совершенствования технологий. Как показывает опыт,  поведенческое энергосбережение может составлять до 10% всего потенциала энергосбережения;
• совершенствование энергетических установок потребителей. В первую очередь, совершенствование их конструкций;
• энергосбережение в зданиях и сооружениях, улучшение их конструкций.

Большая часть этих мер эффективна для экономии тепловой энергии, а также электроэнергии, используемой для термических целей и освещения (это не только более экономные лампочки, но и определенные требования к помещению, например, использование светлой или светоотражающей окраски).

На все эти три основные группы накладывается система мер – как ограничительных, так и стимулирующих. В то же время энергосбережение должно быть превращено для потребителей энергоресурсов в доступный способ снижения расходов. Потребность в конкретных технологиях, проведении определенных мероприятий, снижении определенных показателей должна появиться при соответствующем тарифном регулировании, экологических требованиях, ограничениях поиспользованию топлива и т.д. Наиболее эффективными в муниципальных образованиях являются широко внедряемые в последнее время, системы автоматического регулирования потребления тепла и спроектированные с их использованием унифицированные модули блочных тепловых пунктов.

Проект поэтапной программы энергоэффективности города

Для анализа эффективности системы энергоснабжения необходимо:

• определить, насколько технически совершенны энергоисточники и сети, могут ли они обеспечить качественное и надежное электро- и теплоснабжение;
• оценить, насколько экономически эффективна существующая техническая система, то есть какую часть в ней составляют излишние затраты. Для этого возможно применить следующий метод: построить «идеальную модель», пусть даже недостижимую в реальности. Например, показатели работы установленного оборудования соответствуют паспортным данным, соблюдаются минимально возможные удельные расходы топлива, загрузка ТЭЦ на тепловом потреблении максимальна и т.д.Просчитываются затраты на идеальную модель, а все остальные затраты относятся к излишним. Таким образом, можно проверить, насколько существующая система соответствует идеальному образу;
•   оценить действия, которые могут привести к совершенствованию системы. Взять набор, в первую очередь, технических решений, которые позволяют улучшить существующую систему. Это могут быть, например, повышение КПД, оптимизация нагрузки источников, подключение нагрузки к ТЭЦ и перевод неэкономичных котельных в пиковый режим, надстройка котельных электрогенерацией и т.д.;
• подобрав варианты улучшений и учтя, что некоторые из них пересекающиеся (нет смысла вкладывать значительные средства в модернизацию котельной, если она выводится в резерв), можно просчитать экономическую эффективность поэтапного внедрения каждого варианта. В итоге, придя к точке эффективности по каждому действию, можно построить реальную модель, достижимую в обозримом будущем;
•   выяснить, почему не выполняются необходимые действия по совершенствованию системы и снижению издержек. Структурный анализ энергоснабжающих предприятий и структур власти покажет: имеются ли подразделения, ответственные за выполнение мероприятий, необходимых для достижения поставленных целей; в случае если эти функции распределены по нескольким подразделениям, – существуют ли эффективная система их взаимодействия, контрольные параметры,персональная ответственность за невыполнение, стимулы для энергосбережения.

Учитываемые улучшения следует ранжировать по необходимым объемам инвестиций:

• малозатратные, то есть не требующие значительных средств. Это, прежде всего, реальное повышение квалификации персонала и создание для него и самих энергоснабжающих предприятий стимулов, направленных на выполнение поставленных целей;
• осуществляемые за счет повседневной деятельности. Это, в частности, контроль фактических потерь энергии и принятие мер по их снижению;
• осуществляемые при развитии системы. Hапример, можно, выполнить ремонтную компанию по перекладке тепловых сетей, рассчитанную на 10 лет, за 1−2 года, взяв кредит и используя для его погашения средства амортизации и ремонтного фонда, увеличивающегося ежегодно в соответствии с ростом тарифов, а также экономию от снижения потерь, затрат на эксплуатацию и аварийно-восстановительные работы. Учет перспективы при определении потребных диаметров сетей позволит ввести в общий экономический баланс средства, получаемые в виде платы за подключение.

Оценка энергоэффективности работы систем энергоснабжения в настоящее время проводится посредством сравнения фактических и нормативных показателей:

• для энергоисточников – удельных расходов топлива на отпущенную электрическую и тепловую энергию;
• для электрических сетей – потерь электрической энергии при ее передаче;
• для тепловых сетей – потерь тепловой энергии при транспорте тепла, в том числе через изоляцию и с сетевой водой; удельных расходов электрической энергии на транспорт теплоносителя; удельных расходов сетевой воды; температур сетевой воды в обратном трубопроводе при соблюдении температур сетевой воды в подающем трубопроводе согласно температурному графику.

Вместе с указанными показателями необходимо собрать и зафиксировать конкретные финансовые затраты по каждому муниципальному объекту, потому что в конечном итоге результатом работы программы должно стать уменьшение затрат на энергоснабжение города.

 

Большой спектр решений

В сфере энергоснабжения можно выделить 3 основные составляющие:

• энергоисточники (ТЭЦ, котельные, ГЭС и т.п.);
• магистрали (трубопроводы холодной и горячей воды, кабельные магистрали электроснабжения);
• потребители.

Эффективность энегроисточников может быть увеличена различными способами, в числе которых:

• переход на природный газ;
• строительство мусоросжигающего завода;
• переход на возобновляемые источники энергии (ветер, воду). 

Магистрали тепло- и энергоснабжения имеют большой запас повышения своей эффективности. Например, электрические сети можно закольцевать, что приведет к более эффективному использованию магистральных кабелей, трансформаторов и позволит принять новую нагрузку, сгладить пики. Однако оптимизация энергоисточников и магистралей требует больших финансовых вложений. В каждом отдельном случае сначала требуется сделать технико-экономическое обоснование проекта, а затем на основании этого документа принимать решение о целесообразности такой оптимизации.

Третья составляющая − потребители энергоресурсов. В этой сфере предлагается огромный спектр решений, которые позволяют уменьшить затраты на энергоснабжение (см. табл. 1 и 2), в частности, паспортизация зданий при проведении энергоаудита. Энергетическая паспортизация потребителей энергоресурсов является важным инструментом повышения энергоэфффективности, о чем свидетельствует опыт европейских стран. Энергетический паспорт предназначен для подтверждения соответствия фактических показателей энергетической эффективности нормативным. Сегодня многие здания являются источниками обогрева улицы, а не помещений.

Каждое здание уникально, поэтому каждый проект по энергоаудиту должен разрабатываться индивидуально. Проект по энергоаудиту состоит из следующихосновных этапов:

• определение теплотехнических показателей строительных материалов наружных ограждающих конструкций, в том числе с применением тепловизора; обследование инженерных систем здания; определение квалификации обслуживающего и эксплуатирующего инженерные системы персонала; определение возможных мероприятий по энергосбережению. Важно, чтобы имела место прибыльность при внедрении мероприятий по энергосбережению;
• внедрение проекта по энергосбережению с последующим контролем эксплуатации энергосберегающего оборудования;
• контроль соответствия планируемых показателей по энергосбережению фактическим в течение длительного времени. На основе полученной информации рассчитываются требуемые капитальные затраты, предполагаемые эксплуатационные расходы, прибыльность мероприятий, окупаемость мероприятий и пр. В результате расчетов должны появиться следующие основные сведения: экономия энергии за год, кВт/(м²год); экономия в рублях за год, руб./год; общая стоимость энергосберегающих мероприятий, руб. В рыночных условиях важно знать срок окупаемости мероприятий по энергосбережению. Если проведение сразу всех мероприятий по энергосбережению слишком дорого, то необходимо начать работу с самых выгодных, с точки зрения прибыльности, мероприятий.

 

Таблица 1. Экономия электрической энергии при потреблении.

Энергосберегающая технология	Ожидаемый эффект
Замена ламп накаливания на люминесцентные	Экономия более 70 % потребляемой электроэнергии, снижение платы заэлектричество; улучшение качества и надежности электроснабжения, снижение потребления топлива, высвобождение дополнительной электрической мощности.
Замена электрообогревателей на теплонакопители	Экономия электроэнергии, экономия денежных средств за счет использования низкого «ночного» тарифа на электроэнергию; снижение пика потребления электроэнергии, высвобождение электрической мощности; снижение потребления электрической энергии для термических целей.
Инфракрасные датчики движения и присутствия	Сокращение потребления электроэнергии до 95%, снижение установленной мощности; высвобождение дополнительной электрической мощности, снижение пиковых нагрузок на системы энергоснабжения, снижение потребления топлива, улучшение экологической обстановки.
Использование частотно-регулируемых приводов вЖКХ	Экономия электроэнергии 20-50%, потери воды и тепла снижаются на 5-10% (срок окупаемости до 1,5 лет), повышение надежности и долговечности работы оборудования, снижение эксплуатационных затрат; улучшение качества и надежности водо- и теплоснабжения, снижение тарифов для потребителей, высвобождение дополнительной мощности.
Модернизация системуличного освещения. Замена светильников с ртутными лампами на натриевые (ДНАТ)	Повышение надежности работы осветительных установок, улучшение эффективности и энергоэкономичности установок, снижение затрат на освещение; снижение потребления электроэнергии, снижение расходов на эксплуатацию осветительных установок, высвобождение дополнительной электрической мощности.
Системы автоматическогоуправления наружным иуличным освещением	Сокращение потребления электроэнергии до 30%; дает возможность администрациям муниципальных районов непосредственно управлять использованием электроэнергии в наружном и уличном освещении, снижение потребления топлива, высвобождение дополнительной электрической мощности.
Установка счетчиков ифотоэлементов для уличного освещения	Переход на оплату с нормативов на оплату за фактически потребленнуюэлектроэнергию; эффективное использование уличного освещение только для темного времени суток
Энергосбережение в системах наружного освещения.Светодиодные технологии	Сокращение потребления электроэнергии на 70%; снижение потребления топлива, высвобождение дополнительной электрической мощности.

 

Например, столбы уличного освещения могут быть интересны инвесторам – операторам связи для подвешивания магистралей оптоволоконных линий. Таких инвесторов можно привлекать для финансирования модернизации системы освещения и для эксплуатации, предоставляя им возможность использовать столбы.

 

Таблица 2. Экономия тепловой энергии при потреблении.

Энергосберегающая технология	Ожидаемый эффект
Диспетчеризация в системахтеплоснабжения	Экономия тепловой энергии от 10%, повышение безопасности режимов и эксплуатационной надежности тепловой сети; увеличение оперативности управления, оптимизация режимов тепловой сети, снижение непроизводительных потерь тепловой энергии, уменьшение времени простоя технологического оборудования, сокращение времени на аварийно-ремонтные работы, увеличение срока эксплуатации оборудования, снижение эксплуатационных затрат за счет уменьшения количества обслуживающего персонала, предупреждение аварийных ситуаций; улучшение качества и надежности теплоснабжения, снижение расхода топлива и тарифа для потребителей, снижениефинансовых затрат за счет уменьшения количества аварий
Использование в системахтеплоснабжения высокоэффективных и компактных теплообменных аппаратов ТТАИ	Уменьшение производственных площадей, необходимых для размещения ЦТП и ИТП, существенно сокращаются капитальные затраты при комплектовании теплопунктов; улучшение качества и надежности теплоснабжения.
Использованиенизкопотенциального сбросного тепла с помощью тепловыхнасосов	Надежное теплоснабжение за счет низкопотенциального тепла (срок окупаемости 1,5-2 года); снижение потребления топлива и расхода электроэнергии на отопление.
Перевод открытых систем теплоснабжения на закрытые	Экономия сетевой воды и тепла, затрат на водоподготовку; снижение тарифа на тепловую энергию для потребителей, улучшение качества и надежности теплоснабжения, снижение потребления топлива.
Переход от центральныхтепловых пунктов (ЦТП) киндивидуальным (ИТП)	С ИТП расход тепловой энергии на 38% ниже норматива; снижение тарифа на тепловую энергию для потребителей, улучшение качества и надежности теплоснабжения, снижение потребления топлива.
Проведение модернизации ирегулировки систем вентиляции,установка вентиляционныхрешеток с изменяемымположением затвора	Происходит снижение расхода тепловой энергии на отопление на 20−25%; снижение тарифа на тепловую энергию для потребителей, улучшение качества и надежности теплоснабжения, снижение потребления топлива.
Снижение теплопотерь черезокна посредством установки двойных и тройныхстеклопакетов	Снижение тепла на 40%, снижение оплаты за тепловую энергию; снижение потребления топлива, высвобождение дополнительной тепловой мощности, улучшение качестватеплоснабжения.
Теплая форточка (Децентрализованныйрекуператор теплавентиляционного воздуха)	Эффективный воздухообмен, без влияния на температурный режим помещения; снижение потребления топлива, высвобождение дополнительной тепловой мощности, улучшение качества теплоснабжения.
Уплотнение щелей и неплотностей оконных и дверныхпроемов	Позволяет повысить теплозащиту окон и дверей в среднем на 15-20 %, снижение затрат на отопление; улучшение качества и надежности теплоснабжения, снижение потребления топлива, высвобождение дополнительных мощностей.
Установка автоматизированныхиндивидуальных тепловых пунктов (АИТП)	Снижение теплопотребления абонентов на 25%, сокращение утечек воды в системах ГВС и уменьшение объема водоподготовки на ТЭЦ; снижение тарифа на тепловую энергию для потребителей, улучшение качества и надежности теплоснабжения, снижение потреблениятоплива, высвобождение дополнительной тепловой мощности.
Установка приборов учета тепловой энергии	Есть возможность контролировать и отслеживать энергопотребление, уменьшить плату за тепловую энергию; есть возможность наблюдать за энергопотреблением, выявлять наиболее энергонеэффективных потребителей.
Установка радиаторныхтермостатов	Уменьшение расхода тепловой энергии на отопление на lO-f-20 %; улучшение качества и надежности теплоснабжения, снижение потребления топлива.
Правильный выбор окраски отопительных приборов	Можно повысить температуру внутри помещения, как минимум, на 1-г 2°С (можно проводить собственными силами); улучшение качества и надежности теплоснабжения, снижение потребления топлива.
Эффективные ограждающие конструкции	Обеспечивает снижение затрат на отопление здания до 40-г 50%, уменьшение потерь тепловой энергии через ограждающие конструкции и снижение платы за тепловую энергию, улучшение внутреннего комфорта в помещениях здания, снижение аварийных ситуаций; улучшение качества и надежности теплоснабжения, снижение расхода топлива, высвобождение дополнительной тепловой мощности, увеличение срока эксплуатации жилищного фонда, уменьшение тарифов на тепловую энергию.

 

Предлагается попробовать различные методы энергосбережения на двух муниципальных объектах и оценить эффективность выбранных методов с целью распространить их на другие объекты. Кроме реализации различных способов повышения энергоэффективности непосредственно на муниципальных объектах, необходимо проводить работу по агитации и разъяснению необходимости экономить электро- и теплоэнергию среди персонала.