О НЕОБХОДИМОСТИ КОМПЛЕКСНОГО ПОДХОДА В РЕАЛИЗАЦИИ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ПРОГРАММ РЕГИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ

С.Н. ЗАРУБИН
ЗАМЕСТИТЕЛЬ ДИРЕКТОРА ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЗАО «СПЕЦТЕПЛОСТРОЙ»

Если бы классик дожил до наших дней, он, наверное, поставил проблему теплоснабжения в нашей северной по географическому положению стране в один ряд с двумя известными российскими бедами.

Энергоемкость внутреннего валового продукта в РФ в 3 — 5, ато и в 7 раз выше, чем в передовых странах. В 90-е годы хорошим оправданием было отсутствие средств, дотирование коммунальной сферы, падение промышленного производства. Последние годы доказывают - причина совсем не в этом, точнее не только в этом.

Казалось бы, мы - северная страна, и до половины муниципальных бюджетов тратится именно на теплоснабжение. В этих условиях вроде бы очевидна необходимость уделить этому вопросу гораздо большее внимание. И тем не менее... Если в Европейских странах активно продвигается технология централизации теплоснабжения, и это, надо обратить внимание, в малоэтажной Европе, то нас, страну, изначально сильную именно централизованным решением вопросов энергетики, качнуло в сторону индивидуализации. Это, к сожалению, вполне объяснимо в условиях неспособности действующей системы ЖКХ обеспечить должное качество услуг, а иногда невозможности получить требуемые мощности во многих строящихся даже многоэтажных домах. В результате проектировщики вынуждены закладывать в проекты индивидуальные системы отопления -либо крышные котельные, либо вообще поквартирные.

Все это делает структуру производства тепловой и электроэнергии менее эффективной.

До настоящего времени самым распространенным ресурсосберегающим мероприятием в стране был перевод котельных с мазута или угля на газ. Использовалась разница в цене, т.к. газ в несколько раз дешевле. Был. А когда цена на него неизбежно вырастет? Начнем строить угольные котельные? А потом ?

Реальное энергосбережение, декларированное многочисленными программами, мы подменяем мнимоэффективными мероприятиями, а реальные потери тепловой энергии, особенно на этапе распределения и транспортировки тепловой энергии в лучшем случае составляют 20%, а зачастую доходят и до 70%.

Все выше сказанное особенно актуально для малых городов и поселков еще и в силу того, что квалификация занятых в этой сфере людей там гораздо ниже, чем в столичных и областных городах.

Тем не менее, ситуация меняется, и в настоящее время два фактора могут стать решающими для отечественной энергетики. Первое - это неизбежный рост цен на энергоносители, а это прямое воздействие на уровень конкурентоспособности производимой продукции, а второе -это осознанная на самом высоком уровне необходимость создания инфраструктуры и для промышленного, и для жилищного строительства.

В недавней практике и нашей страны был положительный опыт - практически все территории развивались на основе Градостроительных планов. Энергетика, коммуникации были централизованы и составляли неотъемлемую часть программы развития городов и поселков. Однако, многие подходы, принципы, заложенные в ранее действовавших программах развития региональной энергетики, на нынешнем этапе развития должны быть пересмотрены. Особенно это касается теплоэнергетики.

Точно так же, как и у нас, осознание недопустимости такого положения произошло на государственном уровне в большинстве европейских стран, поскольку выход был найден в плоскости комплексного подхода, который мог быть реализован только при активном участии местной власти.

Европейцы во время кризиса 70-х столкнулись с теми же трудностями, когда в городах действовали несколько десятков котельных, и существовала масса разрозненных внутриквартальных тепловых сетей.

Какие решения они нашли? Для сравнительно небольших локальных поселков вполне пригодно использование возобновляемых источников, переработка отходов в том или ином виде. И с точки зрения экономики, и экологии -это нужная и полезная работа. А в средних городах и, тем более, в областных центрах, опора сделана на получивший наибольшее распространение во всей Европе принцип когенерации, т.е. режим совместной выработки тепла и электроэнергии.

Кратко описать эту систему можно следующим образом - из существующих котельных выбираются наиболее эффективные и переводятся в резервно-пиковый режим работы. Для покрытия кратковременных пиковых нагрузок и резервирования основных источников тепла. В дополнение к ним строится один или несколько источников, работающих в когенерационном режиме. КПД таких систем привышает 90 %. Для небольших нагрузок могут быть применены газопоршневые установки, для средних и больших - газотурбинные станции. Мощность их подбирается таким образом, чтобы оборудование было оптимально загружено большую часть года «базовый режим». Таким образом, оптимально задействуются установленные мощности теплоисточников. И электрической, и тепловой энергии вырабатывается ровно столько, сколько необходимо. Небольшие расхождения в суточных пиках потребления между тепловой и электрической энергией сглаживаются применением вблизи теплового источника баков аккумуляторов тепла, используя известную инерционность систем централизованного теплоснабжения. Эффект - снижение потребления топлива на 30%.

Следующий шаг - объединение, или, говоря языком специалистов, «закольцовка» системы теплоснабжения с ее одновременной реконструкцией - переводом на высоко¬эффективные трубопроводы, потери тепла на которых не превышают 1-2%. Такая система позволяет «зарезервироваться» - исключить столь часто встречающиеся у нас крупные отключения потребителей из-за локальных аварий на источнике или тепловой сети.

Третьим шагом, эффективность которого в европейских странах воспринимается как аксиома, а у нас до сих пор считается излишеством, является автоматизация. Установка автоматики эффективна не только на оборудовании источника, не меньший результат достигается и при автоматизации потребителя и оборудования распределяющих систем. Помимо оптимизации использования тепла, автоматика минимизирует и возникновение аварий, и последствия в случае их возникновения.

Есть здесь еще один результат, который у нас зачастую стоит на заднем плане, это экология. Выбросы в атмосферу сокращаются в несколько раз.

Все предлогаемые мероприятия самоокупаемы, и выполнимы при условии реализации их на основе разрабатываемых комплексных программ развития сетей энергоснабжения, составляющих часть Градостроительного плана.

Я, наверное, не имел бы права и не позволил бы себе многих достаточно уверенных заявлений, если бы наше предприятие не провело успешной реализации подобного проекта. То, о чем идет речь, интересно именно в региональном аспекте.

Наше предприятие в рамках реализуемого в г. Вельск Архангельской области проекта строительства газотурбинной станции мощностью 18 МВт было привлечено в качестве подрядчика для проектирования и строительства на условиях «под ключ» полностью автоматизированной системы теплоснабжения для обеспечения подключения к ГТ ТЭЦ тепловой нагрузки объектов жилищно-коммунальной и социальной сфер города в объеме порядка 24 Гкал/час.

Нами было проведено обследование, выполнен проект, проведено его согласование в Главгосэкспертизе РФ, на собственных производственных площадях изготовлены все комплектующие трубопровода в ППУ изоляции общей протяженностью 12 км, выстроены 8 полностью автоматизированных центральных тепловых пункта и создана система диспетчеризации.

Одна из котельных была переведена в режим резерва, как по тепловой мощности, так и по топливу. Созданная единая диспетчерская позволила вывести информацию о работе всех ЦТП на единый компьютерный пульт, и тем самым обеспечена возможность технологической увязки параметров оборудования ГТ станции и тепловой сети.

В качестве перспективы дальнейшего развития города и оптимизации использования ресурсов ГТ ТЭЦ определена возможность подключения дополнительных нагрузок еще двух сетевых районов в западной части города, что обеспечит подключение к ГТ ТЭЦ максимальной тепловой мощности в объеме 36 Гкал/час, а следовательно вывода станции в базовый режим работы со среднегодовой выдачей 18 Гкал/час.

Разработанная проектная документация включала и экономические обоснования окупаемости в течение 5 лет при 11 -ти процентной ставке банковского кредита.

Благодаря существенному экономическому эффекту в настоящее время Заказчиком данного проекта реализуется договор с одной из германских фирм о приобретении квот от сокращения выбросов на основании Киотского протокола, что значительно сокращает сроки окупаемости вложений.

На данный момент наше предприятие силами дочерней фирмы выступает в качестве эксплуатационной организации.

Благодаря появлению такого источника, как газотурбинная станция, город, можно смело сказать, преобразился. Улучшилось качество теплоснабжения. В монокультурном ранее Вельске, ориентированном исключительно на лесопереработку, начали появляться новые производства, объекты социальной сферы.

Наибольшей сложностью при реализации проекта было то, что мы были вынуждены согласовывать не отдельные проектные решения, а вырабатывать общую программу реконструкции тепловых сетей, которая в дальнейшем была принята администрацией муниципального округа как часть генерального плана развития города.

Главный вывод, который хотелось бы сделать - если бы проектирование и строительство велось при наличии уже утвержденного Генерального плана, удалось бы не только сократить сроки проектирования, но главное - получить необходимые для привлечения финансирования гарантии его реализации.

Проект доказал, что существующие и широко используемые в европейских странах технические решения вполне применимы и могут дать положительный результат в российских условиях.

Первое технологическое решение - разработка и внедрение оптимальных режимов работы системы центрального теплоснабжения. В процессе этой работы проводится натурная съемка сетей и оборудования, снимаются параметры сети, составляется расчетная схема.

Опыт нашей работы по обследованию тепловых сетей показал, что даже начальные малозатратные мероприятия на теплосетях, например, наладка (балансировка) теплосети, позволяют в течение отопительного сезона достигнуть 30% экономии электроэнергии и топлива. Гидравлическая налаженность теплотрассы является главным фактором, определяющим экономичность ее работы. Реальные сети зачастую разрегулированы, что не позволяет организовать равномерное и устойчивое распределение тепла между потребителями.

1. В 82% случаев имеется гидравлическая разрегулировка сети. Несовпадение эксплуатационных режимов расчетным приводит к:

- увеличению расхода сетевой воды, а значит, к сверхнормативным затратам топлива и потребляемой электроэнергии;

- снижение качества теплоснабжения в результате перетопов зданий в весенние и осенние периоды и дефицита тепла в зимний период;

- возникновению частых аварийных ситуаций, преждевременному выходу из строя теплотехнического оборудования.

2. В 46% - проблемы с достоверностью и полнотой документации:

- паспортная и схемная информация теплосети носит разрозненный и неполный характер, хранится в разных местах;

- информация о проведенных ремонтных работах не систематизирована или недоступна.

В результате такого комплексного обследования появляется возможность составления полной расчетной схемы теплоснабжения с учетом перспективных нагрузок.

Второе технологическое решение - перевод источников в режим когенерации дает возможность оптимизировать мощности с расчетом на перспективу. Это позволит создать энергетическую основу для расширения промышленного производства, а также строительства социальной инфраструктуры.

Наличие на территории Ярославской области такого производителя газотурбинных станций, как НПО «Сатурн» дает региону дополнительные преимущества, поскольку само предприятие, вероятно, также заинтересовано в продвижении своей продукции и увеличении эффекта от его применения.

Самым тесным образом со строительством теплоисточников связана и модернизация тепловых сетей.

Текущее состояние трубопроводов в целом по стране характеризуется высоким уровнем износа, высокой аварийностью и большими потерями тепловой энергии.

Около 70% теплосетей уже отслужили свой срок и требуют замены. По этой причине планово-предупредительный ремонт уступил место аварийно-восстановительным работам, затраты на которые в 2-3 раза выше. Так, для поддержания в работоспособном состоянии ежегодно требуется заменять около 10% тепловых сетей, реально обновляется не более 2-3%.

Поэтому одновременно с принятием решений о технических параметрах когенерационных установок разрабатывается схема реконструкции тепловых сетей. Необходимо обратить внимание, что расположение существующих и перспективных потребителей тепла, должно быть одним из факторов, влияющих на место размещения станции и ее мощность.

Технологической основой реконструируемых сетей является применение трубопроводов бесканальной прокладки с теплоизоляцией из пенополиуретана (ППУ). Данная технология является в настоящий момент наиболее прогрессивным способом энергосбережения в системах теплоснабжения. Кроме того, для районов с низким уровнем грунтовых вод, бесканальная прокладка предизолированных труб является единственным вариантом создания работоспособных сетей теплоснабжения.

В Ярославской области, ЗАО «СпецТеплоСтрой» накоплен значительный опыт, связанный с наладкой, балансировкой и модернизацией тепловых сетей с использованием трубопроводов бесканальной прокладки в ППУ-изоляции, позволяющий при минимальных объемах вложенных средств получить значительный как экономический, так и социальный эффект. Такими показательными примерами являются проект наладки теплосетевых районов ООО ЖКУ г. Рыбинск, наладка сетей промплощадки №1 НПО «Сатурн» и реконструкция системы теплоснабжения пос. Копаево Рыбинского МО (2002-04 гг).

Преимущества предлагаемой технологии:

- снижение амортизационных издержек в результате повышения долговечности конструкций до 35 лет и более;

- уменьшение эксплуатационных расходов в среднем в 9-10 раз, затрат на текущий ремонт - в 3 раза;

- снижение капитальных затрат при строительстве новой теплотрассы в 1,2-1,3 раза и значительное (в 2-3 раза) снижение сроков строительства;

- система дистанционного контроля утечек позволяет практически полностью исключить риск возникновения аварийных ситуаций.

Третье технологическое решение -автоматизация, т.е. установка автоматизированных средств регулировки теплоносителя не только на источнике тепла, как это принято сейчас, но и на распределительном оборудовании и, прежде всего, у потребителя. В такой технологической связке потребитель становится ведущим в осуществлении регулирования, а производитель - ведомым. Кроме того, появляется возможность мониторинга и диспетчеризации системы теплоснабжения. Расчетный показатель экономии - до 30%.

Без оптимального подбора экономически эффективных технологических решений невозможна ликвидация дотационности ЖКХ, в особенности сферы теплоснабжения, вывод его в режим достаточного финансирования и решение задач повышения надежности и безопасности функционирования жилищно-коммунальных систем жизнеобеспечения.

Важно то, что ресурсосбережение -это не убыточная сфера. Потери в существующих сетях настолько велики, что даже проведение первоочередных мероприятий позволяет не только достичь безубыточности отрасли при существующих тарифах, но и провести коренное обновление основных фондов. Чтобы понять это, необходимо преодолеть основное заблуждение -мнение о том, что теплоснабжение - это котельные, а теплосети и оборудование потребителей - вторично. Решение может быть только в комплексном подходе. И когда мы говорим, что нужно обратить внимание на теплосети, поднять их технический уровень в плане качества теплоизоляции, применить устройства автоматического регулирования -имеется в виду, что это та сфера, вложения в которую дают максимальный и быстрый результат.

По нашему мнению, в настоящее время в стране сложились наиболее удачные и экономические, и политические условия для реализации подобных проектов и технических решений, которые могут стать еще одним шагом для ускорения экономического развития регионов, а главное фактором улучшения качества жизни населения.

Еще один вывод состоит в том, что дополнительные затраты средств и времени на начальной стадии проектирования -на обследование существующей системы теплоснабжения, разработку и утверждение схемы теплоснабжения - более чем оправданны.

Так, принятые и законодательно утвержденные на начальном этапе решения позволяют в дальнейшем избежать многих гораздо более дорогостоящих корректировок, добиться согласованности и поддержки, а не противодействия со стороны административных органов и местных теплоснабжающих предприятий, обеспечить необходимые для сдачи объекта согласования, а главное - выработать условия финансирования, гарантирующие ликвидность проекта любому инвестору.

Резюмируя сказанное, хочется сформулировать для рассмотрения следующие рекомендации:

1. Для обеспечения возможности комплексного развития территории, целесообразно включать в Градостроительные планы долгосрочные программы реконструкции объектов энергетики.

2. При составлении планов развития энергетики рассматривать возможность использования местных возобновляемых источников энергии и применения газопоршневых и газотурбинных станций производства ОАО «ЯМЗ» и НПО «Сатурн».

3. В качестве первоочередных мероприятий в реконструкции тепловых сетей рекомендовать эксплуатирующим организациям проводить комплексное обследование сетевых районов с проведением балансировки гидравлического режима сети, как наиболее экономически эффективного мероприятия.

4. Рекомендовать теплоснабжающим и проектным организациям при прокладке тепловых сетей использовать предизолированные трубопроводы, особенно в районах комплексной перспективной застройки.

5. Расширить применение средств автоматизации систем теплоснабжения.