|
| |
|
Главная -> Экология
Дымные шлейфы над крещатиком. Переработка и вывоз строительного мусораВ.И. Шарапов Материалы Международной научно-технической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции», 23 – 25 ноября 2005, МГСУ Теплофикация, т.е. централизованное теплоснабжение на базе выработки электричества и теплоты на ТЭЦ, подвергается критике, прежде всего, - из-за больших потерь при транспорте теплоты. Рассмотрены зарубежный опыт теплофикации, позволивший западным странам преодолеть энергетический кризис 70-80-х годов, и проблемы, снижающие эффективность отечественной теплофикации. Предложены решения, позволяющие повысить эффективность теплофикации, в частности, новые технологии регулирования нагрузки и обеспечения пиковой тепловой мощности систем теплоснабжения, технологии защиты оборудования и сетей от внутренней коррозии. В 2003 г. в России отмечено столетие теплофикации, т. е. централизованного теплоснабжения на базе комбинированной выработки электричества и теплоты. Достижения отечественной науки и техники в теплофикации широко признаны, используются во всем мире и никем не оспариваются. Это – с одной стороны. С другой стороны – в стране острый кризис теплоснабжения, что так же всеми признается. Попытаюсь изложить свое представление о некоторых проблемах современного этапа развития теплофикации. Идея перехода от децентрализованных отопительных установок к теплофикации родилась в поисках путей повышения энергетической эффективности теплоснабжения. Термодинамические преимущества комбинированной выработки электричества и теплоты абсолютны и не подвергаются сомнению. Возможность существенного практического повышения эффективности топливоиспользования за счет теплофикации убедительно доказана как многолетней практикой советской энергетики, так и опытом западных стран. За рубежом теплофикация получила распространение в 70-80-е годы, когда с ее помощью был преодолен острый энергетический кризис. К середине 80-х годов в ФРГ эксплуатировались около полутора сотен ТЭЦ с теплофикационными турбоустановками большой единичной мощности (до 400 МВт электрической мощности и 465 МВт тепловой мощности отопительных отборов). Тем не менее, в последние 10-15 лет все чаще приходится сталкиваться со скептицизмом в отношении к теплофикации. Скептицизм этот растет не только в России, но и в странах Запада. Экономические предпосылки в России и на Западе у такого скептицизма общие, хотя характер проявления этих предпосылок и, самое главное, практические выводы из них у нас и за рубежом сильно отличаются. Об общих предпосылках. Одним из обобщающих показателей экономической эффективности энергоснабжения является стоимость энергии, полученной потребителем. Степень термодинамического совершенства производства электричества и теплоты и эффективность топливоиспользования далеко не в полной мере определяют эту стоимость. В рыночных условиях потребителю не так важно знать, сколько топлива затрачено на производство единицы энергии, но очень важно – сколько должен он заплатить за эту единицу. И если окажется, что килокалория, килоджоуль или BThU (британская тепловая единица), произведенные термодинамически эффективным способом на ТЭЦ, окажутся для него дороже, чем предлагаемые потребителю такие же количества теплоты, выработанные с огромными потерями эксергии и с более высокими удельными расходами топлива в котельной, потребитель предпочтет получать теплоту от котельной. Так вот, скептицизм в отношении теплофикации и в России, и на Западе связан именно с этим обстоятельством: теплота и электричество, поставляемые от ТЭЦ, нередко стоят дороже, чем энергоресурсы, предлагаемые раздельными энергоисточниками. Почему же теплота, вырабатываемая на ТЭЦ с меньшими удельными расходами топлива, может оказаться для потребителя дороже теплоты, отпускаемой котельной? Общие для отечественных и зарубежных ТЭЦ причины удорожания теплоты связаны, прежде всего, со значительными капитальными затратами на сооружение и обслуживание как собственно ТЭЦ, так и подключенных к ним крупных систем централизованного теплоснабжения. Например, удельные капитальные затраты на сооружение и эксплуатацию (исключая затраты на топливо) ТЭЦ с оборудованием на повышенные параметры пара существенно превышают затраты на небольшую водогрейную котельную или паровую котельную низкого давления. Чем крупнее система теплоснабжения, тем больше удельные затраты на транспорт теплоносителя. В 70-80-е годы, когда правительства стран Запада приняли беспрецедентно жесткие, по существу, тоталитарные меры по сокращению топливопотребления, теплофикационные системы развивались при активной государственной поддержке, что соответствовало политике национальной энергетической, а значит, и экономической безопасности. В последние годы, судя по выступлениям представителей европейских стран на Общероссийском совещании по проблемам теплоснабжения, проведенном 22-23 мая 2003 г. в Минэнерго РФ, в этих странах все чаще ставится вопрос о либерализации энергетической политики [1]. Под либерализацией подразумевается, прежде всего, ослабление государственного протекционизма по отношению к крупным теплофикационным системам. Следует, однако, отметить, что правительства европейских стран не спешат расстаться с таким протекционизмом по двум причинам. Во-первых, выработка теплоты и электричества с минимальными удельными расходами топлива на теплофикационных установках по-прежнему соответствует политике национальной экономической безопасности (даже при наличии источников теплоснабжения, равно или более экономичных по другим составляющим). Во-вторых, теплофикационная выработка электричества и теплоты в любом случае снижает выбросы продуктов сгорания топлива и других вредных веществ в окружающую среду, т. е. соответствует национальной экологической безопасности. Именно поэтому, например, Федеральное Правительство Германии предполагает увеличить в ближайшие годы комбинированную выработку электричества и теплоты в 2,4 раза [2]. Правительство Германии стало инициатором принятия закона о содействии развитию когенерирующих (теплофикационных) мощностей и закона об экологическом налоге, которым предусмотрено освобождение от этого налога электроэнергии, произведенной на ТЭЦ, и взимание такого налога (0,02 $/(кВт.ч)) на электроэнергию от конденсационных электростанций [1]. Весьма показательно, что название одной из важнейших тем проекта по развитию теплоснабжения, одобренного Европейским Союзом, звучит как «централизация вместо децентрализации» [3]. В России ослабление государственного влияния на экономику, отсутствие национальной энергетической и экологической политики крайне отрицательно сказались на судьбе теплофикационных систем. Резко снизилась выработка теплоты и электричества на ТЭЦ, ухудшились технико-экономические показатели теплофикации. Теплофикационные системы большинства наших городов переживают острый кризис. Первопричиной этого кризиса, безусловно, стала общая дезорганизация экономики страны в 90-е годы. Ее можно было бы считать причиной субъективной, однако ее последствия, в частности, расхищение государственной собственности, резкое удорожание топлива, для энергетики и страны в целом стали вполне объективной реальностью. Эта реальность обусловила специфические черты кризиса отечественной теплофикации. Техническое состояние большинства крупных отечественных теплофикационных систем в настоящее время не позволяет в полной мере реализовать их термодинамические преимущества перед энергетическими системами с раздельной выработкой электричества и теплоты. РАО «ЕЭС России» с момента своего возникновения не считало ТЭЦ выгодным приобретением (в начале 90-х годов ряд руководителей РАО считал, что ТЭЦ надо бы вообще отдать муниципалитетам). Средств на капитальный ремонт и обновление оборудования ТЭЦ выделялось крайне мало. В результате на многих ТЭЦ обветшавшее оборудование не может работать с проектными показателями. Так, на Ульяновской ТЭЦ-1 трубные системы конденсаторов и сетевых подогревателей турбин изношены, частично заглушены, верхние сетевые подогреватели ряда турбин несколько лет не включались в работу. В последние 10-14 лет происходит активное вытеснение ТЭЦ с отечественного рынка теплоснабжения. Помимо ухудшения технического состояния ТЭЦ, а, значит, и их конкурентоспособности, такому вытеснению способствует ряд других обстоятельств. В частности, РАО «ЕЭС России» проводит откровенно дискриминационную политику по распределению электрической нагрузки между ТЭЦ и конденсационными электростанциями: предпочтение отдается ГРЭС, полностью принадлежащим РАО. Это приводит, например, к тому, что на Ульяновской ТЭЦ-1 тепловая нагрузка в зимнее время в течение многих лет покрывается за счет водогрейных котлов при наличии значительного резерва производительности паровых котлов и тепловой мощности отопительных отборов турбин. ТЭЦ-1 понемногу превращается в котельную, причем плохую, поскольку затраты на собственные нужды у нее значительно выше, чем у малых котельных. Во-вторых, к таким обстоятельствам относится потеря покупателей теплоты от теплофикационных систем из-за неумения и нежелания малопрофессиональных финансовых «топ-менеджеров» энергетических компаний искать с этими потребителями взаимоприемлемые решения по организации теплоснабжения. Одна из самых впечатляющих иллюстраций этого непрофессионализма – полная потеря покупателей пара (1500 т/ч круглосуточно в течение года!) от Ново-Куйбышевской ТЭЦ-1 [4]. Неумение и нежелание финансового менеджмента работать профессионально проявляются, прежде всего, в недобросовестной тарифной политике энергетических компаний. Тарифы в большинстве регионов не имеют рационального обоснования, в частности, не основываются на независимом аудите энергетических компаний. В-третьих, попытки энергетических компаний навязывать региональным властям политические и экономические условия путем сознательного ухудшения теплоснабжения, а, значит, и потери прибыли от теплофикации. В Ульяновске СМУЭК с этой целью несколько лет подряд отключает на многие месяцы горячее водоснабжение от открытых систем теплоснабжения, подключенных к ТЭЦ [4]. Всякий мало-мальски грамотный теплоэнергетик знает, что это самая выгодная для ТЭЦ тепловая нагрузка, обеспечиваемая в основном отработавшим паром турбин. В-четвертых, война олигархических ведомств РАО «Газпром» и РАО «ЕЭС России». Газпром не скрывает намерения продавать потребителям не газ, а теплоту и создал для этого ряд дочерних компаний, занимающихся проектированием, поставкой и монтажом газовых котельных преимущественно западного производства. С целью вытеснения ТЭЦ с рынка теплоснабжения «Газпром» устанавливает для них заведомо заниженные лимиты потребления газа, которые ТЭЦ исчерпывают за два месяца отопительного периода. Дополнительное количество газа поставляется по тройной цене, в результате чего стоимость 1 Гкал от ТЭЦ возрастает до 600 руб. Поскольку ни одно нормальное предприятие не может себе позволить покупать теплоту по такой цене, дочерняя фирма «Газпрома» предлагает предприятию построить для него котельную со стоимостью 1 Гкал 150-200 руб. Понятно, что для этой котельной все лимиты на газ будут льготными. В-пятых, торговая экспансия западных производителей удобной и достаточно экономичной для раздельного энергоснабжения малой котельной техники: блочных квартальных, малых промышленных, крышных, поквартирных котельных, электроводонагревателей, инфракрасных излучателей и т. п. Отмечу, кстати, что с уменьшением мощности и децентрализацией теплоисточников, как правило, существенно снижается и надежность теплоснабжения подключенных к ним потребителей, стало быть, в рыночных условиях должны адекватно учитываться и затраты на страхование риска при понижении надежности. В большинстве случаев при сравнении вариантов теплоснабжения этот вопрос не затрагивается и учитываются только сиюминутные затраты на реализацию вариантов. Описание этих обстоятельств - размышления на вечную российскую тему «Кто виноват?». Гораздо важнее другой вечный российский вопрос: «Что делать?». Ответ на этот вопрос тоже чисто российский – приоритеты национальной энергетической политики должно устанавливать государство, а не частные фирмы (однако даже либеральные европейцы сочли для себя этот ответ наиболее приемлемым) [4]. Роль государства должна заключаться не в контроле за теплоснабжением или в целом за энергоснабжением каждого населенного пункта, а в создании системы управления, гарантирующей высокую эффективность энергоснабжения. В первую очередь в рамках этой системы государством должны быть законодательно отрегулированы юридические отношения между теплоснабжающими организациями и потребителями теплоты. Целесообразно принятие закона о теплоснабжении [5]. Особое место в законе должно быть уделено энергетической эффективности теплоснабжения, в частности, должны быть установлены прозрачность тарифообразования, жесткие нормативы энергетических затрат на производство и транспорт теплоты, отражены экономические стимулы, фиксирующие приоритет теплофикации. К таким стимулам можно отнести введение налога на поставку теплоты от котельных и разных децентрализованных источников, а также введение другими актами налога на электроэнергию, выработанную конденсационным способом. Для повышения эффективности отечественной теплофикации необходимо решение целого ряда научно-технических проблем. К важнейшим из них относятсярадикальное снижения потерь теплоты в тепловых сетях и экономное расходование ее в абонентских системах. Здесь следует в полной мере использовать богатый зарубежный опыт. Большие резервы совершенствования теплоисточников связаны с применением газотурбинных и парогазовых установок и организацией комбинированной выработки электричества и теплоты в котельных путем превращения их в малые ТЭЦ при минимуме капитальных затрат. Кроме того, назрела острая необходимость в реализации решений, позволяющих привести в соответствие с современными требованиями эксплуатацию систем теплоснабжения. Отечественные системы централизованного теплоснабжения проектировались, строились и эксплуатируются с учетом взглядов, сформировавшихся преимущественно в 30-50-е годы. К настоящему времени изменились многие технические и экономические факторы, лежащие в основе концепции отечественного теплоснабжения. В связи с этим требует корректировки целый ряд ее положений, например, принципов выбора структуры систем теплоснабжения, способов регулирования тепловой нагрузки и обеспечения пиковой мощности систем теплоснабжения. Весьма актуальна проблема повышения надежности отечественных систем теплоснабжения. Кратко остановлюсь на работах кафедры ТГВ УлГТУ по этой тематике. Более подробно результаты исследований и разработок рассмотрены в докладах, которые представлены на конференцию ведущими научными сотрудниками кафедры. О структуре систем теплоснабжения и способах обеспечения пиковой мощности. В большинстве крупных систем теплоснабжения базовая нагрузка покрывается паром отборов турбин, а пиковая – водогрейными котлами ТЭЦ. Транспорт на дальние расстояния теплоты, полученной наиболее выгодным теплофикационным способом, в большинстве случаев оправдан. Транспорт же теплоты от значительно менее эффективных пиковых водогрейных котлов приводит к увеличению потерь теплоты и затрат на ее транспорт. Нами доказано, что в современных условиях, при наличии высокоэкономичной техники для автономного теплоснабжения, рационально с помощью ТЭЦ покрывать только базовую тепловую нагрузку, а пиковую мощность обеспечивать автономными источниками [6, 7, 8]. Такое комбинированное теплоснабжение позволяет обеспечить работу ТЭЦ с максимальной экономичностью, при коэффициенте теплофикации aТЭЦ=1, снизить потери теплоты в сетях, повысить качество теплоснабжения благодаря возможности каждого абонента самостоятельно выбирать момент включения пикового теплоисточника. Кроме того, существенно возрастает надежность теплоснабжения благодаря наличию структурного, функционального, нагрузочного, временного и системного резервирования. Разработана серия технологий, предусматривающих использование решения [6] при различных типах автономных пиковых источников теплоты. О регулировании нагрузки систем теплоснабжения. Все существующие в настоящее время системы централизованного теплоснабжения спроектированы для реализации в них центрального качественного регулирования тепловой нагрузки. В работах [7, 8] нами показано, что в будущем неизбежно увеличение доли количественного регулирования нагрузки, а во многих случаях целесообразно применение только этого вида регулирования. Разработаны технологии количественного и качественно-количественного регулирования, реализуемые на ТЭЦ и в системах теплоснабжения со стандартным отечественным оборудованием. О повышении надежности систем теплоснабжения. Надежность оборудования и теплопроводов в значительной мере определяется интенсивностью внутренней коррозии, вызванной присутствием в теплоносителе – сетевой воде коррозионно-активных газов. На кафедре выполнен комплекс разработок, обеспечивающих надежную противокоррозионную обработку подпиточной воды теплосети и защиту деаэрированной подпиточной и сетевой воды от насыщения газами при ее хранении и транспорте к потребителю [9-12]. Экспериментальные исследования тепломассообменных аппаратов для противокоррозионной обработки воды и полученные на их основе математические многофакторные модели термической деаэрации и декарбонизации воды привели к созданию нового подхода к управлению деаэраторами и декарбонизаторами [9-11]. Основной отличительной чертой нового подхода является использование в качестве регулируемых параметров заданных показателей качества обработанной воды. Остальные изменяемые (регулирующие) параметры поддерживаются на необходимом и достаточном для выполнения этого условия уровне. Исключаются возможности работы аппаратов с недостаточными или, напротив, излишними энергетическими затратами. За сравнительно небольшое время новый подход к управлению технологическими процессами водоподготовки получил признание и высокую оценку специалистов. Его авторы дважды награждались медалями Российской Академии наук и премиями международного энергетического концернаASEA Brown Bowery. Серия изобретений, разработанных в рамках нового подхода, отмечена золотой медалью Всемирного салона изобретений «Брюссель-Эврика-2001» и специальным призом правительства Бельгии за наивысшую эффективность разработок, представленных на салоне. Литература 1. Кохлер С. Доклад на Общероссийском совещании по проблемам теплоснабжения // Новости теплоснабжения, 2003, № 7. - с. 26. 2. Шнайдер Х. Доклад на Общероссийском совещании по проблемам теплоснабжения // Новости теплоснабжения, 2003, № 7. - с. 18,19. 3. Хациак З. Доклад на Общероссийском совещании по проблемам теплоснабжения // Новости теплоснабжения, 2003, № 7. - с. 19-20. 4. Шарапов В. И. Энергосбережение и энергетические компании // Энергосбережение и водоподготовка, 2003, № 3. - с. 12-15. 5. Шарапов В. И. Доклад на Общероссийском совещании по проблемам теплоснабжения // Новости теплоснабжения, 2003, № 7. - с. 22-23. 6. Патент № 2235249 (RU). МПК7 F 29 D 3/08. Способ теплоснабжения / В. И. Шарапов, М. Е. Орлов, П. В. Ротов, И. Н. Шепелев // Б.И., 2004, № 24. 7. Шарапов В. И., Орлов М. Е. Технологии обеспечения пиковой нагрузки систем теплоснабжения. - М.: Изд-во «Новости теплоснабжения», 2005. - 236 с. 8. Шарапов В. И., Ротов П. В. Регулирование нагрузки систем теплоснабжения. - М.: Изд-во «Новости теплоснабжения», 2005. - 208 с. 9. Шарапов В. И. Подготовка подпиточной воды систем теплоснабжения с применением вакуумных деаэраторов. - М.: Энергоатомиздат, 1996. - 176 с. 10. Шарапов В. И., Цюра Д. В. Термические деаэраторы. - Ульяновск: УлГТУ, 2003. - 506 с. 11. Шарапов В. И., Сивухина М. А. Декарбонизаторы водоподготовительных установок систем теплоснабжения. - М.: Изд-во АСВ, 2002. - 200 с. 12. Шарапов В. И., Ямлеева Э. У. Защита воды в системах теплоснабжения от вторичного насыщения коррозионно-агрессивными газами. - Ульяновск: УлГТУ, 2005. - 188 с. Факультет «Теплогазоснабжение и вентиляция» Московского Государственного Строительного Университета,
В.Ф. Гершкович, центр энергосбережения КиевЗНИИЭП, г. Киев (Энергосбережение в зданиях, № 1, 2003 г.) Змей-Горыныч Бессарабского квартала Бессарабский квартал, о необходимости возрождения которого так много говорили в течение последних десяти лет, начал, наконец, обретать свои новые контуры. Уже открылись обновленные фасады старых киевских домов и они, обращенные к Крещатику, свидетельствуют о преемственности архитектурных традиций древнего города. Но в центре квартала появилось вытянутое кверху строение, которое постепенно становилось доминантой квартала, принимая на себя главную ответственность за его архитектурный облик. И только с наступлением первых декабрьских морозов, когда из нержавеющих полых цилиндров, обрамляющих все четыре угла строения, змеистыми шлейфами повалил дым, стало ясно, что новый архитектурный шедевр в самом центре Киева венчает самая обычная котельная. Трудно себе представить тот образ, который лепили в своем воображении зодчие, когда располагали котельную высоко над Бессарабским кварталом. Скорее всего они были обмануты чрезмерно энергичными дилерами, утверждавшими, что при сгорании природного газа видимый дым не образуется. На самом деле получилась картина весьма впечатляющая, - как будто бы внутри квартала разлегся этакий гигантский Змей-Горыныч, лениво посылая дымные шлейфы изо всех своих огнедышащих горл. Во времена не столь уж отдаленные, когда чадящие дымовые трубы олицетворяли индустриализацию, многие пролетарские поэты посвящали этому образу свои рифмованные оды, а некоторые художники с восторгом изображали дымное марево на своих полотнах. Но архитекторы (воздадим им должное!) даже тогда не делали попыток поставить котельную в центр своих композиций, предназначенных для городской среды обитания. Как же сегодня могли появиться дымные шлейфы котельной в самом центре Киева - города, в котором действует одна из самых мощных в мире современных систем централизованного теплоснабжения (от услуг которой так легко отказались в Бессарабском квартале)? Уникальная эффективность Киевская система теплоснабжения уникальна по своей эффективности. Такое суждение многим может показаться ошибочным или даже предвзятым, а между тем его нетрудно подкрепить конкретными фактами. В 1998 г. в Киеве было произведено 12,8 млн Гкал тепловой энергии, из которых на ТЭЦ было выработано 7,9 млн Гкал. Как известно, тепловая энергия, вырабатываемая на ТЭЦ, в значительной своей части представляет собою тепловые отходы энергетического цикла, в результате которого производится энергия электрическая. Практически на каждой гигакалории теплового потребления в таком энергетическом цикле, реализующемся на сверхкритических параметрах пара, вырабатывается около 750 кВт-ч электроэнергии. При этом на выработку каждого киловатт-часа затрачивается примерно на 0,1 кгу.т. меньше, чем на обычной конденсационной электростанции. Теперь нетрудно подсчитать, что в Киевской энергосистеме расходуется на 592тыс. ту.т. или на 0,52 млрд м3 природного газа в год меньше, чем вырабатывалось бы в обычной энергетической системе той же мощности, где тепло производится в котельных, а электроэнергия - на тепловых конденсационных электростанциях. Для целей теплоснабжения в Киеве в 1998 г. было сожжено 1985 тыс. т у.т. Это означает, что, если бы кому-нибудь пришло в голову заменить киевские ТЭЦ котельными, то пришлось бы сжигать не 1985, а около 2600 т у.т. в год, т.е. почти на 30% больше (рис.1). На нынешнем уровне развития техники ничего более экономичного в области теплоснабже ния, чем ТЭЦ, в мире не создано. На Западе слишком поздно (лишь после нефтяного кризиса 1973 г.) начали развивать эту технику. Ни Западная Европа, ни Америка практически не знают столь крупных ТЭЦ, как киевские ТЭЦ-5 и ТЭЦ-6. Так называемая «когенерация», которую предлагают теперь некоторые западные компании для внедрения в Украине, - это не более чем запоздалая попытка реализовать на микромоделях те совершенные макроэнергетические системы, которые создавались несколькими поколениями отечественных ученых и инженеров и теперь эффективно работают. Система теплоснабжения тем эффективнее, чем большую долю в ней составляет тепло, полученное от ТЭЦ, и чем меньшая часть тепловой нагрузки покрывается котельными. Котельная Бессарабского квартала - это не только дымный шлейф над Крещатиком. Каждая калория тепловой нагрузки, потерянная для ТЭЦ благодаря этой котельной, будет без всякой пользы выброшена в атмосферу через градирню электростанции. Вот почему любая новая котельная, построенная в Киеве, объективно понижает общую эффективность системы теплоснабжения, какой бы совершенной сама по себе эта котельная ни была. Такого рода соображения должны были бы определять техническую политику киевских властей в области теплоснабжения, несмотря на то, что у потребителей тепловой энергии могут быть соображения иного свойства. У потребителей тепла свои приоритеты Таких приоритетов три, рассмотрим их внимательно с тем, чтобы понять, насколько обоснован выбор потребителя, отдающего предпочтение котельной. 1. Инвестор не хочет мерзнуть. Вообще-то мерзнуть не хочет никто, но у большинства населения нет выбора. Другое дело, инвестор, финансирующий новое строительство. У него есть деньги, и он желал бы вкладывать их в такие здания, где будет, безусловно, тепло. А на тепловые сети всегда было немало нареканий. Сразу оговоримся, что теперь объективных поводов для нареканий стало меньше, чем было еще совсем недавно. Конечно, реальные температуры теплоносителя во время сильных морозов еще заметно не дотягивают до температурного графика, но они уже приближаются к тому уровню, при котором допускаются так называемые срезки графика, теоретические обоснования которых имеются в литературе. Практика показывает, что при нынешнем качестве централизованного теплоснабжения в отапливаемых помещениях с хорошо уплотненными притворами окон нормально отрегулированная система отопления способна поддерживать комфортную температуру даже при температурах наружного воздуха, приближающихся к расчетным. Можно предположить, что постепенное приближение реальных температур в трубопроводах тепловой сети к теоретическому температурному графику является устойчивой тенденцией, обусловленной двумя причинами. Во-первых, финансовая поддержка кредитами мирового банка, направленными целевым назначением на повышение эффективности киевской системы теплоснабжения, просто обязывает «Киевэнерго» демонстрировать результаты активной инвестиционной деятельности, чтобы не заслужить упреков в напрасном расходовании средств. Во-вторых, постоянное наращивание усилий по установке теплосчетчиков на абонентских вводах тепловой сети в здания делает все более выгодным для «Киевэнерго» повышение температуры в трубопроводах, потому что при этом значительно возрастают платежи за использованную тепловую энергию. Весьма вероятно, что уже в самое ближайшее время температуры в тепловой сети будут даже выше требуемых по температурному графику, и придется создавать специальный механизм контроля за непревышением графика. И все же, от первых проявлений положительной тенденции до полного разрушения негативного образа своей репутации теплоснабжающим организациям Киева предстоит пройти еще долгий и нелегкий путь. 2. Незачем платить лишнее. Платить за газ, сжигаемый в котельной, придется меньше, чем за тепловую энергию, поступающую из тепловой сети. Это неизбежно, потому что в тариф на тепловую энергию кроме стоимости газа включены еще и эксплуатационные расходы теплоснабжающей организации. Но, прежде чем потребитель сможет платить относительно недорогую цену за газ, ему придется заплатить сполна за сооружение котельной. Грамотный инвестор должен заранее знать, как быстро окупятся эти затраты. Такую информацию можно получить, выполнив технико-экономический расчет. Воспроизведем результаты такого расчета, выполненного для одного из заказчиков, пожелавших возвести новое административное здание на площадке, через которую проходит и теплотрасса, и газопровод среднего давления. Рассматривались два варианта. По первому из них(вариант «Котельная») оценивались затраты на строительство и эксплуатацию крышной газовой котельной, а по второму (вариант «Теплосеть») - затраты на теплоснабжение здания, присоединенного к тепловой сети через теплопункт. Тепловая мощность систем теплопотребления здания в обоих вариантах равна 640 кВт, а общее теплопотребление - 630 Гкал в год. В таблице приведены только те показатели, которые интересовали заказчика. Результаты расчета свидетельствуют о том, что затратив лишние 330 тыс. грн. (1,9 млн руб. - прим. ред.) на сооружение котельной, можно потом экономить ежегодно почти 40 тыс. грн. на оплате за энергоносители и, таким образом, за 8,5 лет окупить первоначальные затраты. Восемь с половиной лет - это немалый срок для возврата затраченных средств. Обычно инвесторы весьма неохотно вкладывают средства в мероприятия, окупающиеся так долго, предпочитая им более эффективные проекты, реализация которых позволила бы вернуть первоначальный капитал за 2-3 года или, в крайнем случае, лет за пять. И только постоянное присутствие в сознании «приоритета № 1» (инвестор не хочет мерзнуть) порою склоняет чашу весов в пользу строительства котельной. Впрочем, на самом деле срок окупаемости строительства котельной для нашего случая будет не 8,5 лет, а еще продолжительнее. Экономические расчеты, выполняемые в интересах тех, кто хочет лишь оправдать заранее принятое решение, всегда грешат против истины. В приведенном расчете учтены лишь те эксплуатационные расходы, которые связаны с оплатой счетов за энергоносители, и совершенно не приняты во внимание расходы, напрямую зависящие от стоимости оборудования, а именно, заработная плата персонала и отчисления на реновацию и ремонт. Даже если считать, что оборудование котельной, не требуя никакого ремонта, прослужит 20 лет, то дополнительные отчисления на реновацию для нашего примера составят 16,5 тыс. грн. в год, экономия эксплуатационных расходов для варианта с котельной сократится до 22,4 тыс. грн., а срок окупаемости увеличится почти до 15 лет. А если к уже учтенным эксплуатационным расходам добавить еще расходы на ремонты, которых, конечно же, за двадцать лет эксплуатации избежать не удастся, то время, в течение которого окупятся затраты на строительство котельной, может и не наступить вовсе. 3. Независимость всегда приятна, даже если это независимость всего лишь от тепловой сети. Установив на своем здании котельную, его владельцы часто утверждают, что они обеспечили себе «автономное теплоснабжение», понимая под этим полную независимость от тепловой сети и от всех ее проблем, - от переменных температур, высоких давлений, чрезмерных тепловых потерь и несанкционированных утечек. На самом деле, так называемое «автономное теплоснабжение» подразумевает новую зависимость потребителя, - на этот раз уже от газопроводов распределительных и магистральных, от стабильности газовых промыслов, расположенных за тысячи километров от нас на ледовых шельфах и в знойных пустынях, от истощаемости газовых месторождений в недрах Земли, от политической конъюнктуры межгосударственных отношений, способной повлиять на объем импорта газа или его транзита. Системы централизованного теплоснабжения тоже зависимы от газопроводов, однако зависимость эта не тотальная. Все ТЭЦ и крупные районные котельные способны работать на резервном жидком топливе, которое может быть при необходимости закуплено во многих местах планеты. В резервуарах ТЭЦ всегда хранится запас мазута на случай временных перебоев в системе газоснабжения. В 1998 г. в Киеве на долю мазута приходилось 13,6% сожженного для целей теплоснабжения топлива, но при необходимости эта доля может быть увеличена. В газовых крышных котельных, строящихся для «автономного теплоснабжения» зданий, возможность использования мазута или любого другого топлива практически исключена. Кроме того, автоматика современных котлов, работающих на природном газе, устроена таким образом, что при понижении давления газа перед горелками ниже требуемого уровня, подача газа в котлы автоматически прекращается, что часто приводит к полному отключению систем теплопотребления. Как известно, давление газа в наших сетях во время сильных морозов падает иногда до катастрофически низкого уровня. Таким образом, потребитель газа в гораздо большей степени уязвим в результате своей жесткой зависимости от газопровода, чем потребитель тепла от системы централизованного теплоснабжения. Можно с уверенностью утверждать, что из трех рассмотренных нами приоритетов потребителя лишь тот, который касается комфортности отопления, относится к категории объективно оправданных. Два других приоритета выглядят скорее как бездоказательные суждения. Зачем обогревать улицы? Такой или подобный газетный заголовок стал настолько привычным читателю, что он уже окончательно уверовал в безысходность ситуации, при которой 30% тепла (или 40, или 50, а иногда называют даже цифру 60%) теряется в тепловых сетях на пути от котельной до потребителя. Каковы же потери тепла в действительности? Для того, чтобы выяснить действительную величину тепловых потерь в разветвленной тепловой сети, нужно установить теплосчетчики у каждого потребителя, и, сложив величину фактического теплопотребления всеми зданиями, сравнить эту сумму с показаниями теплосчетчика, установленного на выходе из котельной. Пока теплосчетчики стоят не во всех зданиях города, и потому истинную величину тепловых потерь не знает никто. В этих условиях каждый может назвать любую цифру потерь, понимая, что документально опровергнуть ее не сможет никто. Между тем, по созданной корифеями отечественной теплофикации научной методике можно достаточно точно рассчитать величину тепловых потерь теплопроводами централизованного теплоснабжения. Несмотря на то, что в последнее время все чаще применяются прокладки теплотрасс из эффективных предварительно изолированных трубопроводов, их доля в общей протяженности магистралей еще относительно невелика, и львиная доля потерь принадлежит менее эффективным канальным прокладкам, в которых тепловой поток Qпот МВт, передающийся от стенок трубопроводов к воздуху внутри каналов, может быть вычислен по формуле: где Q - расчетная тепловая мощность, МВт, системы централизованного теплоснабжения; - удельная материальная характеристика тепловой сети, м2/МВт, равная сумме произведений диаметров D, м, всех i участков трубопроводов системы на их длину L, м, отнесенной к единице тепловой мощности, МВт, централизованной системы; к - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 ОС) от поверхности трубы к воздуху непроходного канала, который принимают равным 11,5; - средние температуры поверхности неизолированных трубопроводов и воздуха в канале, которые для расчетных условий тепловой сети с параметрами 150-70 ОС принимают равными соответственно 110 и 45 ОС, а для средних условий 65 и 30 ОС; - КПД изоляции, величину которого для давно проложенных трубопроводов не знает никто, и потому для предварительного расчета она принимается равной нулю, как будто бы изоляции на трубах нет вовсе. Величину удельной материальной характеристики тепловой сети, м2/МВт, определяем по формуле: где b - постоянная величина, равная 40 м2/МВт; q - теплоплотность района, принимаемая для 5-6 этажной застройки, равной 0,85 МВт/га. Рассмотрим теперь фрагмент киевской системы теплоснабжения мощностью 1000 МВт и определим для него величины удельной материальной характеристики и тепловых потерь: Qпот = 154 МВт, что составляет около 15% тепловой мощности (1000 МВт) системы теплоснабжения. Итак, 15% - это теоретически возможная максимальная тепловая потеря, рассчитанная при расчетных (150-70 ОС) параметрах теплоносителя, которые реально никогда в тепловой сети не поддерживаются, при полном отсутствии какой-либо изоляции на трубопроводах! Если же исходить из средних за отопительный период параметров 85-45 ОС и КПД изоляции Т1ИЗ = 0,5 (для нормально изолированных теплопроводов т]из = 0,85...0,9), то потери тепла не превысят 5%. В расчетах не учтены потери тепла с утечками, а также потери в каналах, затопленных водой. Такие аварийные потери всегда фиксируются визуально клубами пара, выходящими из люков камер. И, хотя эти картины знакомы многим, они не характерны для киевской тепловой сети, где аварии, по крайней мере, видимые, устраняются оперативно. И все же потери с утечками всегда есть, и потому удвоим рассчитанный процент потерь и оценим его принятой с запасом величиной 10%. Десять процентов тепловых потерь в масштабах Киева - это примерно 1,3 млн Гкал в год. Это немало, и потому изоляция теплопроводов должна быть решительно улучшена. Именно эти десять процентов потерь образовывают проталины на снегу, демонстрируя контуры теплотрасс в зимнюю пору, что, вероятно, и дает повод для гаданий журналистов на тему о том, что почти половина тепла уходит на обогрев улиц. Нет, не половина. Гораздо меньше - всего лишь примерно десятая часть. Процент проценту рознь В магистральных электрических сетях тоже теряется 10% энергии. К этой цифре специалисты давно привыкли, она не привлекает внимания прессы, быть может, потому, что сократить потери электроэнергии на пути от электростанции к потребителю на нынешнем этапе развития техники не удается. Между тем, в экономических оценках, оперируя только процентами, не всегда можно прийти к правильным выводам. Многое зависит оттого, в результате какого термодинамического процесса образована та энергия, часть которой теряется по пути. Рассмотрим три системы энергоснабжения, характеризующиеся одинаковой мощностью 1000 МВт и потерями в сетях, выражающимися одной и той же, выраженной в процентах величиной - 10% (рис. 2). Оказывается, десять процентов потерь в сетях теплоснабжения от ТЭЦ становятся причиной гораздо меньших абсолютных потерь топлива, чем в других системах энергоснабжения. Это не означает, что теплотрассы ТЭЦ утеплять не нужно. Потери, даже самые незначительные, должны устраняться, если они устранимы. Тем более, что в системах теплоснабжения потери видны невооруженным глазом. Зеленые проталины на газонах зимой, пар из теплокамер - все это сигнализирует о недугах системы, подобно тому как испарина на лбу больного свидетельствует о его нездоровье и требует лечения. Гораздо хуже, когда болезнь есть, но никак, не проявляется. Тысячи километров газопроводов из черных труб, проложенных много лет назад по фасадам жилых домов, открытые всем ветрам и дождям, постоянно подвергаются наружной коррозии. Сколько процентов газа просачивается через очаги коррозии и через сальники старых чугунных задвижек, установленных на каждом доме? Десять? Двадцать? Пятьдесят? Вот уж этого действительно не знает никто. Более того, это никого не волнует. Не видно ведь. Капитуляция в конкурентной борьбе Можно лишь удивляться энергичности поставщиков самой разной продукции, пытающихся продать имеющийся у них товар. Работая в жестком конкурентном поле, они используют любую возможность для его продвижения на рынок. Всевозможная реклама, презентации, выставки, постоянные контакты с потенциальными потребителями, публикации в средствах массовой информации - вся эта активная деятельность приносит свои плоды. Именно в результате такой, присущей рыночным отношениям работе, пришли на наш внутренний рынок многие западные фирмы, в том числе и производители современного котельного оборудования. Их дилеры энергичны и эрудированы, неутомимы и красноречивы, убедительны и настойчивы. Неудивительно, что они немало преуспели в своей работе, установив котлы на многих киевских объектах, теперь уже потерянных для «Киевэнерго». В то же время работники этого ведомства, многие из которых известны своим высоким профессионализмом, подобной деятельности не ведут вовсе. Оказавшись перед лицом преуспевающих конкурентов, «Киевэнерго» напрочь отказалось от какой-либо конкурентной борьбы, иллюзорно надеясь на то, что былая монополия на теплоснабжение города сохранится сама собой. Теперь уже очевидно, что если не вести активную борьбу за потребителя, киевская система централизованного теплоснабжения разрушится. Потеря Бессарабского квартала - это один из самых болезненных и чувствительных ударов по уникальной системе. Толчок развитию котельных в Киеве был дан, как это ни удивительно, самой теплоснабжающей организацией, которая в течение нескольких лет в начале 90-х отказывалась выдавать технические условия на присоединение новых потребителей к тепловой сети. К тому времени, когда от этой порочной практики решительно отказались (сегодня ТУ выдают всем), процесс строительства котельных в городе уже пошел. Сегодня «Киевэнерго», постоянно теряя реальных и потенциальных потребителей, несет прогрессирующие убытки, в то время как количество дымных шлейфов над крышами домов все возрастает и возрастает. Вероятно, заказчик реконструкции Бессарабского квартала получил коммерческие предложения сразу нескольких конкурирующих поставщиков различного котельного оборудования. Но не было среди конкурентов представителя «Киевэнерго», который мог бы обратиться к инвесторам и сказать: - Господа, наша теплотрасса у вас под боком, присоединяйтесь к ней, это вам будет стоить совсем недорого. А теплом мы вас обеспечим в достаточном количестве и вполне надежно! Впрочем, чтобы с уверенностью сказать это, нужно привести систему теплоснабжения в такое состояние, чтобы присоединение к ней было действительно привлекательно для потребителя. Чем можно привлечь потребителя 1. Не дать ему замерзнуть в октябре. Теперь, когда в течение всего отопительного периода в большинстве киевских домов стало достаточно тепло и комфортно, мы все еще продолжаем мерзнуть в октябре и апреле, когда отопительный сезон еще официально не открыт или уже закрылся. И только те, кто установил на домах котлы, начинают и заканчивают свой отопительный сезон, когда им вздумается. Во Франции и во многих европейских государствах системы отопления автоматически подключаются к городской тепловой сети при понижении температуры наружного воздуха до +15,5 ОС. Это удобно всем - потребителю, который любит комфорт, и поставщику тепловой энергии, который озабочен тем, чтобы продать как можно больше своей продукции. У нас еще не во всех домах установлена автоматика, способная самостоятельно включить систему отопления в октябре, да в этом и нет пока необходимости, потому что на тепловых вводах запорная арматура пломбируется на лето, и вплоть до наступления устойчивого (до +8 ОС) похолодания, никто не имеет право открыть задвижку без разрешения. Почему платежеспособный потребитель, абонентский ввод которого оснащен теплосчетчиком, не может открыть задвижку в любое удобное для него время? Теплосчетчик зафиксирует не только количество израсходованной тепловой энергии, но и точное время включения и выключения, а это позволит взимать с него плату по завышенному тарифу, если будет установлен порядок, определяющий особые условия использования тепловой энергии для отопления в дни, предшествующие официальному началу отопительного сезона или после его завершения. Платежеспособный потребитель охотно заплатит «Киевэнерго» сполна за внеурочный комфорт, потому что ему это будет выгодно. Гораздо выгоднее, чем строить газовую котельную. 2. Дать потребителю больше комфорта за его деньги. Сегодня степень реально достижимоготеплового комфорта в здании определяется отверстием лимитной дроссельной шайбы, которая устанавливается на тепловом вводе и ограничивает поступление теплоносителя из тепловой сети величиной, рассчитанной в проекте. Шайба пломбируется, снять или рассверлить ееможет только работник теплоснабжающей организации. И это правильно, потому что маленькая шайба на нашем абонентском вводе являетсясегодня тем фундаментом, на который опирается гидравлическая устойчивость разветвленной системы теплоснабжения большого города. Европейская техника централизованного теплоснабжения не знает таких простых, чтобы не сказать примитивных, устройств, каким является дроссельная шайба. Там гидравлическая устойчивость системы поддерживается работой автоматики. У нас пока еще нет в достаточном количестве нужных регуляторов, чтобы заменить все шайбы. Но начинать этот процесс нужно. Переход на европейскую схему целесообразно начинать с тех абонентских вводов, которые оборудованы теплосчетчиками и принадлежат платежеспособным потребителям, готовым платить за дополнительный тепловой комфорт. Такому потребителю, имеющему на абонентском вводе исправные регуляторы давления и температуры, можно было бы разрешить снять лимитную дроссельную шайбу и установить фиксируемый теплосчетчиком лимит теплопотребления, при превышении которого потребитель должен будет оплачивать тепловую энергию по повышенному тарифу. Платежеспособный потребитель и в этом случае охотно заплатит «Киевэнерго» сполна за повышенный температурный комфорт. 3. Тарифы могли бы быть более гибкими. Доходы теплоснабжающих организаций, связанные с повышением тарифов для любителей сверхнормативного теплового комфорта, могли бы стать основой для некоторого понижения тарифа на тепловую энергию для тех потребителей, которые, установив на своем абонентском вводе энергосберегающие приборы, не только вписываются в рамки нормативного теплопотребления, но и экономят тепловую энергию. Важным фактором возможного понижения тарифа на тепловую энергию в Киеве могла бы стать совмещенная выработка тепловой и электрической энергии на ТЭЦ. Традиционно методы расчета эффективности ТЭЦ были основаны на условном предположении, что вся экономия топлива от совмещенного производства двух видов энергии относилась исключительно на выработку электрической энергии, в то время как тепловой энергии отводилась роль фона, оттеняющего экономические преимущества генерирования электроэнергии на ТЭЦ. При таком подходе себестоимость электроэнергии была невысокой, а себестоимость тепловой энергии условно оставалась такою же, какой она была бы в котельной. Впрочем, низкая себестоимость электроэнергии, получаемой от ТЭЦ, никогда не отражалась на тарифах, и вся прибыль, создаваемая при работе ТЭЦ, оставалась у государства, которое никогда этой прибылью с потребителями энергии не делилось. Теперь, когда тарифы на тепловую энергию стали региональными, появилась реальная возможность их некоторого снижения там, где работают ТЭЦ. Как уже выяснилось выше, киевские ТЭЦ экономят около 0,5 млрд м3 природного газа в год, ежегодно сберегая при этом не менее 100 млн грн. Если только половину этой суммы отдать потребителю, отнеся ее на выработанное в киевских ТЭЦ количество тепловой энергии, можно было бы понизить тариф на 8 грн. за Гкал, или примерно на 10%. Такое, на первый взгляд невыгодное для энергетиков мероприятие, позволило бы им поднять свой рейтинг в конкурентной борьбе с газоснабжающими организациями за потребителя, и, в конечном счете, оказаться в выигрыше. Еще одним фактором возможного понижения тарифа могло бы стать снижение эксплуатационных расходов «Киевэнерго» за счет передачи потребителю некоторых функций по контролю за обслуживанием техники. Ну зачем, к примеру, персонал Киевэнерго ежегодно принуждает потребителя чистить теплообменники? Потребитель и сам их почистит, если они станут греть хуже. А что в перспективе? Рассмотрим два возможных сценария дальнейшего развития событий - пессимистический (повсеместная установка крышных котельных) и оптимистический (повышение качества теплоснабжения «Киевэнерго»). Первый сценарий катастрофичен не столько для «Киевэнерго», сколько для всего города, для всех его жителей. Такое суждение основывается на ненадежности и объективной бесперспективности газового топлива в ракурсах как ближайшего будущего, так и более отдаленной перспективы. Газ впервые пришел в Киев в конце 40-х из Закарпатья по газопроводу Дашава-Киев-Москва, но не прошло и нескольких десятилетий, как по этому газопроводу газ стал транспортироваться в обратном направлении, поскольку Дашавское месторождение истощилось. Позднее та же участь постигла Шебелинку, что под Харьковом, и теперь газ поступает к нам из-за рубежа только по одной трубе из месторождений, разрабатываемых уже достаточно давно. Нужно ли говорить о том, что такое газоснабжение не может считаться надежным? Газ по этой единственной трубе может перестать подаваться к нам по разным причинам, и в этом случае не будет никакой технической возможности обеспечить жизнедеятельность всех подключенных к ней потребителей. Для сравнения отметим, что во Францию, например, газ поступает от четырех источников, - из Алжира, из Северного моря, из России и из местных месторождений. В долговременном плане бесперспективность газового топлива еще более очевидна, поскольку хорошо известно, что из всех используемых сегодня видов топлива газ исчезнет из недр Земли раньше других. Человечество научится использовать другие источники энергии, но ни один из них нельзя будет подать в котлы по газопроводам, прокладываемым сегодня. В то же время с помощью такого универсального теплоносителя, как вода, тепловой сети можно в каждый дом подавать энергию, добытую из любого топлива, - жидкого, твердого, ядерного и всякого иного из числа тех, что уже известны сегодня или будут изобретены в ближайшем или в более отдаленном будущем. Второй сценарий предполагает совершенствование существующей системы централизованного теплоснабжения, что обеспечит стабильное и надежное развитие города на многие годы. Оба сценария отражают крайние возможности развития. Нет сомнения в том, что жизнь выберет третий сценарий. Но каким бы ни был реальный путь развития, он будет лежать между этими двумя крайними сценариями. Нам остается лишь всячески способствовать успеху оптимистического сценария, тем более что на путь преимущественного развития централизованных систем подачи тепловой энергии сегодня осознанно вступили многие европейские центры, слишком долго остававшиеся во власти рыночного многообразия многочисленных производителей случайных образцов отопительной техники. За здоровый протекционизм Если мы уже убедились в том, что теплоснабжение зданий от местных газовых котельных -это тупиковый путь развития коммунальной энергетики в Киеве, то стоит подумать о том, как оградить город от этой беды. Уникальная система теплоснабжения города должна быть сохранена. Понятно, что ее руководители сами должны активно бороться за свое сохранение, но возможный крах киевской теплофикации, первые признаки которого так явно проявились в Бессарабском квартале, коснулся бы всех. Системе нужна защита, и здоровый протекционизм ей, право же, не повредит. Вообще говоря, протекционизм - это вмешательство в свободную конкуренцию. В данном случае любые проявления протекционизма могли бы расцениваться как поддержка монополиста в области теплоснабжения, а это нынче не приветствуется. Монополизм в рыночных отношениях - это плохо. Более того, именно безальтернативное развитие техники централизованного теплоснабжения в Советском Союзе послужило главной причиной того, что прогресс в этой области развивался крайне медленно, и к 90-м годам уровень развития систем теплоснабжения существенно отставал от общего уровня развития техники. Поэтому здоровая конкуренция с местным теплоснабжением, в целом, пошла на пользу тепловым сетям. Но теперь системе теплоснабжения совершенно необходим здоровый протекционизм. Подытожим Дымные шлейфы над Крещатиком - это не знамение времени, это ошибка. Это, прежде всего, результат невзыскательности архитекторов, безразличия экологов и недостаточной активности теплоснабжающих организаций «Киевэнерго», без борьбы отдающих конкурентам лучшие объекты города. Появление котельной в Бессарабском квартале - это яркий симптом серьезной болезни, которая в конечном итоге может привести киевскую коммунальную энергетику к полному краху, если этой болезни вовремя не воспротивиться.
2. Собственный газ. Основные направления энергосбереженияпромышленных предприятий. Основные положения энергетическо. 2. Главная -> Экология 
|