РАЗВИТИЕ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ В ГОРОДАХ РОССИИ ЗА СЧЕТ ВНЕДРЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ

DEVELOPMENT OF DISTRICT HEATING IN RUSSIAN CITIES THROUGH THE INTRODUCTION OF INDIVIDUAL HEATING POINTS

Yaroslav Ponurovsky

Student, Industrial University of Tyumen - IUT, Russia, Tyumen

Larisa Mikhailova

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Industrial University of Tyumen - IUT, Russia, Tyumen

Аннотация. Статья посвящена разработке эффективных путей обеспечения устойчивого развития городских систем централизованного теплоснабжения.  В частности рассматривается модернизация систем теплоснабжения в городах России заменой центральных тепловых пунктов на индивидуальные тепловые пункты. И дальнейшее положительное влияние на систему.

Abstract. The article is devoted to the development of effective ways to ensure sustainable development of urban district heating systems. In particular, the modernization of heat supply systems in Russian cities is considered by replacing central heating points with individual heating points. And further positive impact on the system.

Ключевые слова: теплоснабжение; ИТП; модернизация; комфортная среда.

Keywords: heat supply; IHP; modernization; comfortable environment.

1. Введение

Минэнерго России ежегодно составляет Общероссийский рейтинг субъектов Российской Федерации по вопросам энергоэффективности и рационального энергопотребления. Для городских систем отопления эти вопросы становятся более острыми, поскольку они являются наиболее сложными и дорогостоящими в жилищном секторе. В счетах жителей многоквартирных домов доля оплаты тепловых ресурсов превышает 40%. Внедрение индивидуальных тепловых пунктов (ИТП) с погодным и почасовым регулированием в многоквартирных домах России является одним из главных способов повышения эффективности теплоснабжения, сокращения расхода топлива источников и снижения тепловых потерь сетей централизованного теплоснабжения (ЦТС).

2 Необходимость введения индивидуальных тепловых пунктов

Потребность в замене узлов центрального отопления на индивидуальные очень высока.

Ученые отмечают, что превышение расхода тепловой энергии на нужды отопления в среднем по России составляет 19,8%, а превышение расхода тепловой энергии на нужды горячего водоснабжения (ГВС) равно 12,1%.

Стимулирование динамизированного внедрения в Российскую тепловую энергетику автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов во многом обязано Федеральному закону № 261 «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности».

Что касается стоимости оборудования, то известно, что перевод зданий с ЦТП на теплоснабжение с использованием ИТП снижает общую стоимость. Это происходит, несмотря на большую общую стоимость оборудования ИТП в нескольких зданиях по сравнению с оборудованием одной станции центрального отопления.

Причина в том, что нет необходимости во внутрисетевых сетях горячего водоснабжения - не нужно платить за их перенос при переводе водонагревателей на ИТП.

3 Проблемы системы теплоснабжения при использовании ЦТП

В настоящее время препятствие для перехода на новый уровень энергоэффективности в системе ЖКХ может быть обусловлено отсутствием инвестиций в модернизацию, так как механизм возврата вложенных средств законом не предусмотрен.

Централизованное горячее водоснабжение потребителей от тепловых пунктов, находящихся в собственности теплоснабжающих организаций, всегда считалось неотъемлемой частью процесса теплоснабжения. Подогрев холодной водопроводной воды в центральных тепловых пунктах до декабря 2011 года законодательно не регулировался как товарное производство. С принятием Федерального закона от 07.12.2011 № 416 «О водоснабжении и канализации», централизованное горячее водоснабжение в закрытых системах (от центрального теплового пункта) регулировалось этим законом, а в открытых - Федеральным законом от 27 июля 2010 г. № 190 - Федеральным законом «О теплоснабжении».

Это нововведение привело к появлению множества проблем во всех сферах деятельности теплоснабжающих организаций, как правило, и обеспечивающих горячее водоснабжение:

• организационные, в том числе появление двух видов договоров (теплоснабжение и горячее водоснабжение) с проблемой распределения теплоснабжения между ними согласно нормативной методике;

• инвестиционные, связанные с объектами, которые отнесены одновременно к системам теплоснабжения и горячего водоснабжения;

• тариф, в том числе сложная и непонятная для Потребителя методика расчета тарифов на тепловую энергию и горячую воду, а именно перекрестное субсидирование между потребителями с различным теплопотребляющим оборудованием.

Таким образом, возникает ситуация, когда потребитель, не имеющий подключения к ЦТП из-за наличия индивидуального водонагревателя в ТЭЦ оплачивает обслуживание оборудования горячего водоснабжения и сетей, относящихся к другим потребителям тариф на горячую воду. Препятствием для дифференциации тарифов согласно схеме подключения регулятора тарифообразования является фактор превышения предельной оплаты гражданами. Это стимул для самостоятельной установки ИТП собственниками. В то же время из-за повышенного износа оборудования ЦТП (в первую очередь систем деаэрации и водоподготовки) и сетей горячего водоснабжения, имеющего системный характер в сфере теплоснабжения, основной проблемой централизованного горячего теплоснабжения является необходимость поддержания качества горячей воды. Повышенный износ централизованных сетей горячего водоснабжения в первую очередь связан с наличием кислорода в горячей питьевой воде, как фактора агрессивной коррозии потока в трубопроводе. Как следствие, срок службы сетей горячего водоснабжения не превышает 7 лет при нормативном сроке 20 лет. Качество горячей воды устанавливается Санитарными правилами 2.1.4.2496-09. Настоящие санитарно-эпидемиологические правила и нормы устанавливают гигиенические требования к качеству воды и организации централизованных систем ГВС, а также правила мониторинга качества воды. Согласно указанным Санитарным правилам при эксплуатации систем централизованного горячего водоснабжения температура в точках водозабора не должна быть ниже +60°С, статическое давление не менее 0,05 МПа при заполненных трубопроводах и водонагревателях с водопроводной водой. Таким образом, необходимость решения проблемы качества горячей воды выходит на первый план при развитии инженерных систем городов с потребителями горячей воды.

В связи с отсутствием тарифных источников на модернизацию оборудования и централизованных сетей горячего водоснабжения основным энергоэффективным решением является передача функции производства горячей воды от теплоснабжающей организации на объект капитального строительства потребителей путем установки ИТП с автономным горячим водоснабжением. Каждый ИТП включает в себя модуль горячего водоснабжения с пластинчатым теплообменником, который устанавливается непосредственно в отведенном месте жилого дома, что позволит осуществить переход от четырехтрубной к двухтрубной системе отопления и исключить ЦТП. При этом нет необходимости в обслуживании центрального теплового пункта и сетей горячего водоснабжения.

Помимо решения вопроса качества горячей воды при установке ИТП, потребители получают эффект снижения потерь тепловой энергии при выводе из эксплуатации ЦТП и сетей горячего водоснабжения. К неучтенным эффектам относятся сокращение периодов отключения сетей горячего водоснабжения на объектах потребителей в результате прорывов сетей горячего водоснабжения и при их плановом ремонте, прекращение подачи теплоносителя на сетях горячего водоснабжения на территориях, прилегающих к объектам производства работ.

Правильно спроектированный ИТП с хорошо продуманной установкой и может значительно снизить потребление энергии и повысить комфорт.

4 Решение проблемы горячего водоснабжения в городах России

Широкое внедрение ИТП с последующим выводом из эксплуатации квартальных ЦТП в Российских городах началось сравнительно недавно. Однако уже добились хороших результатов.

Так, власти Москвы и Московской области в рамках работ, проводимых совместно с Минэнерго РФ, реализовали масштабный проект по установке 118 ИТП на самых сложных объектах - муниципальных детских садах и школах. Это послужило выводу из эксплуатации 50 ЦТП и 150 км сетей горячего водоснабжения, снижению потерь в тепловых сетях с 31% до 8,7%.

В Уфе программа «Модернизация систем централизованного теплоснабжения» проводится с 2007 г., в рамках программы было установлено 414 ИТП, в 2008 г. введено в эксплуатацию 35 ИТП, в 2009 г. – 325 ИТП, 54 ИТП в 2010 году. В результате реализации данной программы экономия тепловых энергоресурсов составила суммарно 20%.

В Горно-Алтайске в соответствии с программой «Энергоэффективный город» смонтировано и введено в эксплуатацию 46 ИТП.

В Калининграде в рамках аналогичного проекта установлено 126 ИТП. Опыт внедрения ИТП позволил уменьшить строительные габариты внутренних тепловых пунктов, снизить капитальные затраты на обслуживание оборудования и теплоизоляционные материалы на 20-25%. Потребление тепловой энергии на объектах теплопотребления по итогам отопительного сезона снизилось на 30%. По предварительным оценкам, экономическая эффективность использования ИТП составляет от 10 до 25%, срок окупаемости оборудования - от 1 до 2,4 года.

В городе Казань износ централизованной системы оценивается в 65%:

- Магистральные сети - 32%;

- Ежеквартальная тепловая сеть - 75%;

- Ежеквартальная сеть горячего водоснабжения - 66%;

- Износ оборудования и зданий - 80%.

Если бы было принято решение о восстановлении и ремонте существующего оборудования и зданий ЦТП и квартальных сетей горячего водоснабжения (в ценах 2021 года), затраты составили бы 5,8 млрд рублей, в том числе:

- привоз оборудования и зданий центрального тепловая станция в штатном состоянии - 2,6 млрд руб. (замена существующих теплообменников на современные эффективные малогабаритные разборные плиты; замена автоматизации варочных процессов; замена насосного оборудования, реконструкция зданий);

- реконструкция сетей горячего водоснабжения от пункт теплоснабжения потребителей - 3,2 млрд руб. (замена сетей горячего водоснабжения на современные полимерные трубопроводы).

В г. Казани в 2012 году в рамках программы внедрения установлено ИТП на потребителях в количестве 29 шт., ликвидировано 7 ЦТП. При принятии решения о реализации пилотного проекта перевода потребителей на ИТП выбор объектов производился в первую очередь с точки зрения повышения качества и надежности горячего водоснабжения в связи с постоянными жалобами потребителей. Наиболее проблемные объекты без циркуляционных линий и наиболее удаленные от ЦТП, наибольшая степень износа сетей горячего водоснабжения, выбран высокий уровень тепловых потерь в вышеупомянутых сетях. Реализация проекта позволила снизить расход тепла на нужды горячего водоснабжения в среднем на 26%. В 2015 году, основываясь на положительном опыте реализации пилотного проекта, ОАО «Татэнерго» реализовало первый этап программы перехода на ИТП с функциями водяного отопления для нужд горячего водоснабжения и последующей ликвидацией ЦТП в Казани: - смонтировано 271 ИТП. Вторым этапом программы внедрения ИТП с функциями водяного отопления на нужды горячего водоснабжения и последующей ликвидацией ЦТП в Казани является установка модулей ИТП на 1378 потребительских объектах. В результате реализации программы монтажа ИТП к 2021 году теплопотери в сетях ОАО «Татэнерго» уменьшены на 40 тыс. Гкал тепла.

В 2021 году в г. Тюмень единой теплоснабжающей организацией АО «Урало-Сибирская тепло-энергетическая компания», в рамках пилотного проекта планируется за свой счёт установить автоматизированные ИТП в 4-х жилых домах, построенных в период с 1971 по 1981 годы. Реализация данного эксперимента позволит УСТЭК проанализировать этапы внедрения проекта, рассчитать экономию потребления тепловой энергии домом (предполагаемая экономия на платежах за тепловую энергию должна составить 15-25 % в месяц) и получить обратную связь от жителей о новом качестве услуг теплоснабжения. Наработанный опыт будет учтен при реализации масштабной программы, направленной на повышение энергоэффективности систем теплоснабжения домов, подключенных к ЦТП.

5. Вывод

Всемирный банк ежегодно представляет рейтинг стран по правительственным мерам по внедрению устойчивой энергетики (Regulatory Indicators for Sustainable Energy). Один из разделов – рейтинг энергоэффективности.

Российская Федерация находится в средней группе по результатам и занимает 46-е место из 133 стран. Прослеживаемое отставание РФ препятствует достижению целевых показателей, в том числе энергоемкости ВВП. Поэтому необходимо внедрять ключевые энергосберегающие и энергоэффективные технологии. В данном случае – индивидуальные тепловые пункты с автоматическим контролем времени и погоды. Наибольшие темпы внедрения ИТП с автоматическим контролем погоды в зданиях бюджетной сферы наблюдаются в городе федерального значения Санкт-Петербург (20%), Республика Татарстан (14%), Липецк (12%) и Мурманская область (12%). Среднее значение показателя по России – 5,4%. Доля многоквартирных домов, оборудованных ИТП с автоматическим регулированием температуры теплоносителя, в среднем по России составляет 4%.

Лидируют следующие субъекты: Самарская область (27%), Республика Алтай (17%), Белгородская область (17%), Ханты-Мансийский автономный округ - Югра (13%).

В результате принятых мер был получен следующий эффект:

1. От потребителей тепловой энергии:

- улучшение качества горячего водоснабжения сокращение периодов отключения горячего водоснабжения;

- снижение расхода тепловой энергии в ГВС (в среднем до 20%);

2. по тепловым сетям:

- снижение потерь тепловой энергии и тепла носитель в сети горячего водоснабжения;

- снижение затрат на содержание района ТЭЦ и сеть ГВС включены в тариф на тепловую энергию

Годовой ожидаемый эффект от установки ИТП с приборами учета и автоматики может составить до 22% от потребляемой тепловой энергии. Средний срок окупаемости проектов составляет от 1 до 5 лет, поэтому можно сделать вывод, что экономическая эффективность внедрения ИТП в субъектах Российской Федерации достаточно высока.