16+
Регистрация
РУС ENG
http://www.eprussia.ru/epr/386/4450194.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 06 (386) март 2020 года

Проблемы теплоснабжения в постреформенной российской энергетике

Энергоэффективность Инженер-теплоэнергетик Владимир Шлапаков 116

Современные принципы строительства тепловой и энергетической генерации ведут к снижению энергоэффективности в регионах.

Первые годы централизованного теплоснабжения

После внедрения теплофикации, то есть комбинированной выработки тепла и электроэнергии, в 1920‑х годах в Ленинграде она стала основной схемой централизованного теплоснабжения по всей стране. В довоенное время во всех крупных городах приоритет отдавался строительству теплоэлектроцентралей (ТЭЦ).

Несмотря на то что научные разработки и практика применения теплофикации подтверждали ее преимущество по сравнению с другими способами выработки электроэнергии и тепла, в послевоенное время для восстановления разрушенного хозяйства требовалось ускоренное строительство сравнительно недорогих электрогенерирующих источников. Поскольку строительство ТЭЦ требовало на 30 % больше капитальных затрат, то в первую очередь создавались ГРЭС без отбора тепла. ТЭЦ строились в основном при возведении промышленных комплексов с жилищно-коммунальными потребителями. Для обеспечения тепловой нагрузки коммунальных потребителей, не получающих тепло от ТЭЦ, Министерство коммунального хозяйства было вынуждено строить дешевые, с нулевой энергоэффективностью котельные.


Развитие теплофикации в советский период

Начиная с 1960‑х годов в советской экономике появилась возможность создавать более дорогие, но эффективные источники электроэнергии и тепла, которые могли экономить около 30 % энергетических ресурсов.

Плановое развитие промышленности требовало соответствующего развития энергетики с минимально возможными расходами топлива. Для этих целей каждые пять лет (под перспективные объемы строительства очередной пятилетки) Госплан СССР планировал разработку схем теплоснабжения (СТ) для каждого региона за счет госбюджета. Заказчиком назначались региональные энергосистемы.

В целях организации оптимальной разработки схем теплоснабжения и исключения неэкономичных решений постановлением Совета Министров СССР головным институтом по разработке СТ был назначен «ВНИПИэнергопром» (ВЭП), а схем электроснабжения – «Энергосетьпроект» (ЭСП), которые имели свои филиалы в союзных республиках и крупных городах. В обязанность этих институтов входило обобщение практического опыта, разработка новых научно-технических решений и внедрение их в проекты. Такой подход обеспечивал максимальное сохранение топливных ресурсов для будущих потомков и минимальное экологическое воздействие на окружающую среду.

Эффективность и полнота каждой разработанной схемы рассматривались в постоянно действующем управлении экспертизы Минэнерго СССР. Специалисты экспертизы имели строго соответствующее образование и практический опыт. Все решения подтверждались конкретными значениями экономии топлива.

СТ разрабатывались на основе научно обоснованного и подтвержденного практикой комбинированного способа получения энергии. Котельные строились только в качестве пикового источника. Недостающая мощность электроэнергии обеспечивалась вынужденным строительством конденсационных блоков ГРЭС, причем только той мощности, которая требовалась для баланса потребления электроэнергии.

В результате в доперестроечный период энергоэффективность каждого региона увеличивалась, что обеспечивало максимальное сбережение топливных ресурсов.


Реформа энергетики в 1990‑х годах

С началом перестройки ответственность за развитие энергетики государство возложило на руководство регионов. Обязательные разработки схем теплоснабжения и электроснабжения под реальный рост нагрузок оказались невостребованными.

Игнорирование обязательной разработки схем и отсутствие их последовательной увязки между собой привело к избыточному строительству электрической мощности и прекращению роста региональной энергоэффективности.

Более того, чтобы вернуть финансовые затраты инвестору, Системный оператор разрабатывает рыночные программы без учета энергоэффективности комбинированной выработки обоих видов энергии на ТЭЦ, а топливная составляющая для каждого вида энергии принимается по искусственно созданной методике, удобной только для электроэнергетики без какого‑либо научного обоснования.

После 1991 года реформаторами энергетики все технологические обоснования игнорировались, а за основу принимались мнения региональных чиновников и собственников ТЭКа. Выбор вариантов развития источников должен определяться только сроком окупаемости, что за счет перерасхода топлива обеспечивает прибыль инвесторам, по идеологии реформаторов.

Из интервью Чубайса газете «Ведомости» от 15.11.12:

«...Мы думали, что сначала с электричеством разберемся, а потом после нас возьмутся за тепло и доделают. .. Однако сегодня ситуация такова, что искажения в сегменте теплогенерации убивают ТГК. ОГК вылезают только благодаря тому, что у них нет ТЭЦ и тепло для них малозначимо…

…Реформа электроэнергетики была интеллектуально очень емкой. Перед тем как замахнуться на нее, мы собрали интеллектуальные силы просто уникального масштаба. Для решения проблем в сфере теплогенерации нужно собрать такого же качества интеллектуальный потенциал».

По мнению «интеллектуальных» идеологов, рынок сам спланирует развитие энергетики. Но этого не случилось. Технические предложения и решения и по развитию энергетики исполняли и исполняются чиновниками, как правило, не владеющие необходимыми знаниями и опытом для такой работы.

Бренд института «ВНИПИэнергопром» оказался у работников, ранее занимавшихся только теплосетями, а не у проектировщиков-энергетиков. Под этим брендом схемы теплоснабжения стали разрабатываться в качестве организации оптимального транспорта тепла от источников, а развитие источников должны были определять чиновники администраций и инвесторы по выгодным для них схемам. Критерий «показатель энергоэффективности региона» при этом не существовал и не рассматривался.

Фактически выгода для инвестора того или иного варианта не определяет максимальную энергоэффективность по определению, а реально варианты с меньшим количеством топлива требуют меньших капитальных и прочих затрат. На этом «законе» должна теперь строиться экономическая и энергетичесая сопоставимость.

Существующая эффективность выработки энергии (МВт•ч/Гкал) в крупных городах России по данным схем, в свободном доступе



По инициативе этих же специалистов выполнены «Требования к разработке схем теплоснабжения», которые позволяют выбрать любое направление для инвестора. В основе этих требований могут лежать показатели совершенства конкретного оборудования, а не энергетическая эффективность региона в целом. Это означает, что на одной территории могут строиться ТЭЦ с высокой энергоэффективностью и рядом котельные с нулевой энергоэффективностью. Поэтому показатели энергоэффективности региона по разработанным на сегодня схемам неизбежно падают, обогащая инвесторов за счет строительства источников, варварски использующих топливные ресурсы государства. А то, что вместо ТЭЦ, позволяющих вырабатывать электроэнергию с КПД 85 %, проектируются котельные с энергоэффективностью ноль и конденсационные блоки с КПД 38‑53 %, ни регионы, ни государство не волнует. При этом выбирается вариант с наименьшим сроком окупаемости в качестве основного показателя, без учета перерасхода топлива.

То есть «для решения проблем в сфере теплогенерации собрать интеллектуальный потенциал» оказалось некому. Поэтому развитие теплоснабжения в регионах продолжается с ущербом государству, потребителям и экологии.


Основные ошибки разработчиков схем

После продолжительного перерыва в системном подходе к развитию энергетики в создании схем сегодня допускаются следующие грубые нарушения:

  • В качестве исходных данных принимаются текущие отчетные данные энергопредприятий, а не энергетические характеристики, которые должны быть разработаны для каждой системы теплоснабжения;
  • Нарушена последовательность разработки (сначала схема развития теплоснабжения, а затем электроснабжения с учетом выработки электроэнергии на тепловом потреблении);
  • Не рассматриваются все варианты выработки электроэнергии на тепловых нагрузках котельных;
  • Не рассматривается варианты реконструкции или замены существующих электрогенерирующих установок на более энергоэффективные;
  • Еще одним принципиальным отклонением от логики разработки является выбор вариантов по срокам окупаемости без учета экономии топлива;
  • При сравнении вариантов развития теплоснабжения качественные и количественные параметры базовой нагрузки должны уравниваться строительством котельных, а не отборами турбин;
  • Диаметры теплосетей не оптимизируются, в схеме остаются существующие трубопроводы, несмотря на то что на многих участках они превышают разумные пределы до 30‑80 %;
  • Расчет вредных выбросов не производится;
  • Строительство ИТП вместо ЦТП ведется без экономического обоснования;
  • Аварийные режимы работы теплосети не рассчитываются;
  • Оптимальный радиус теплоснабжения основан только на сравнении капвложений без учета экономии топливных ресурсов;
  • И другие подобные нарушения.


Что упускает Минэнерго в развитии энергетики?

«Теплофикация должна в первую очередь рассматриваться как комплекс­но-энергетическая проблема. Всякое изолированное рассмотрение отдельных вопросов развития теплофикации вне общего комплекса энергетического хозяйства или рассмотрение отдельных элементов теплофикационных установок без учета их органической взаимосвязи (например, с точки зрения только задач электроснабжения, теплоснабжения и др.) неизбежно связано с возможностью ошибочных решений».

(Академик Мелентьев Л. А. Теплофикация, ч-1. Издательство академии наук СССР, 1944 г.)



Для управления эффективным использованием топливных ресурсов в каждом регионе и в РФ в целом необходимо:

1. Сравнение вариантов производить при одинаковых количественных и качественных параметах, по численному показателю экономии топлива.

2. Узаконить единые определения параметров, таких, как:

  • Энергосбережение – абсолютная величина разности между нормативными и фактическими показателями энергии в начале и конце транспортировки, теплопередачи и теплопотребления.
  • Энергоэффективность – эффект превращения внутренней энергии топлива во внешнюю работоспособную энергию с использованием отработанного пара для теплоснабжения потребителей.
  • Показатель энергоэффективности выработки – выражается численным значением отношения выработанной электроэнергии (lц) к полезно используемому (qт) отработанному теплу (учебник «Основы термодинамики», А. И. Андрющенко)

– для одного источника:



– для системы теплоснабжения из нескольких источников интегральная сумма всех источников:



Более подробно этот показатель был обоснован в 2018 г. специалистами «Невского института энергетики» в ходе выполнения по заданию Мин­энерго работы «Разработка научно обоснованных предложений по оценке различных вариантов организации теплоснабжения и выбору оптимального варианта при разработке схем теплоснабжения поселений, городских округов». К сожалению, по результатам работы ни один директивный документ по внедрению этого показателя до сих пор не издан.

Остается надеяться на реализацию решения, принятого 26.09.2019 на экспертном заседании Комитета по энергетике Госдумы по инициативе «Деловой России», о создании рабочей группы и назначении ответственных лиц по разработке «Методики расчета индекса (показателя) энергоэффективности». По мнению члена комитета Бориса Гладких, индекс призван помочь в выявлении текущих проблем в сфере ЖКХ. Хотя для энергетиков они давно известны и отражены в многочисленных статьях и выступлениях на различных мероприятиях.

Следует отметить также, что планирование и контроль за энергоэффективностью в регионах со стороны государства силами Минэнерго не осуществляется. Для экспертизы СТ привлекаются организации и специалисты, не всегда имеющие должную квалификацию, опыт и соответствующую лицензию.

Разработку энергоэффективных схем теплоснабжения могут выполнять только специалисты, имеющие теплоэнергетическое образование, разносторонние знания в этом направлении и опыт работы по созданию энергоэффективных схем в крупных городах.

Заблуждением чиновников является то, что квалификация специалистов сегодняшних контор, проектирующих типовые объекты энергетики и не всегда имеющих теплоэнергетическое образование, достаточна. Заблуждением также является привлечение преподавателей конкретных предметов в вузах (письмо Минэнерго №ПГ-1678 20.04.19), не имеющих практического опыта и направленности системных решений, достаточных для разработки и экспертизы схем теплоснабжения регионов.

Поэтому снова повсюду стали строиться котельные и энергоблоки без оптимального отбора тепловой нагрузки. А еще чуднее, что кто‑то, совершенно не владеющий основами теплоэнергетики, пытается внедрить так называемую альтернативную котельную. Это вершина безграмотности чиновников, лоббирующих этот вопрос.

Если срочно не привести в соответствие с логикой и с научными обоснованиями все перечисленные отклонения, то в дальнейшем для вывода энергетики на энергоэффективные технологии потребуются огромные затраты для замены строящихся «дешевых» систем теплоснабжения.

И самое главное, все меньше и меньше в управление энергетикой на разных уровнях привлекаются квалифицированные специалисты. Ключевые позиции на местах, где нужно решать вопросы развития теплоснабжения, часто занимают экономисты, юристы или специалисты электротехнического направления.



Предложения по управлению развитием эффективной энергетики

Первое. В соответствии с его Уставом, в числе обязательных работ Институт энергетических исследований (ИНЭИ) РАН должен разрабатывать научные основы развития и рациональные механизмы регулирования развитием электроэнергетики и теплоэнергетики в рыночных условиях.

Для этого ИНЭИ РАН необходимо:

а) Утвердить научное обоснование понятия «Энергоэффективность выработки энергии». Применяемые сегодня показатели по транспорту и потреблении энергии являются критериями «энергосбережения», к которому понятие «энергоэффективность» неприемлемо;

б) Утвердить в качестве первоочередного численного значения «Показатель энергоэффективности выработки», обоснованный «Невским институтом энергетики» в работе «Разработка научно обоснованных предложений по оценке различных вариантов организации теплоснабжения и выбору оптимального варианта при разработке схем теплоснабжения поселений, городских округов»;

в) Название работы «Схема теплоснабжения» заменить на «Система теплоснабжения», так как многие учреждения считают, что основное в теплоснабжении – это теплосети;

г) Разработать метод и расчет нормативных показателей энергоффективности регионов РФ с использованием результатов работ по теории теплофикации.

д) Взамен существующего утвержденного «Требования к разработке схем» составить «Требование к разработке региональных и локальных систем теплоснабжения наивысшей энергоэффективности».

Второе. Проектирование систем теплоснабжения выполнять в два этапа.

Этап 1 осуществлять силами постоянно действующего подразделения теплосети и источников или привлеченных специализированных организаций. На первом этапе следует решить следующие задачи:

а) Определение энергетических характеристик источников и тепловых сетей;

б) Создание электронной схемы теплосетей;

в) Составление графика замены тепловых сетей и оборудования источников;

г) Определение экологических показателей.

Этап 2 создать федеральный «Всероссийский научно-проектный институт систем теплоснабжения» с бюджетным финансированием и с привлечением «интеллектуальной емкости соответствующих специалистов» на конкурсной основе для решения следующих задач:

а) Сбор данных о нагрузках перспективных потребителей тепла;

б) Выбор типа и мощности основного оборудования реконструируемых и новых источников и теплосетей с доведением их до нормативной энергоэффективности;

в) Расчет показателя энергоэффективности;

г) Обеспечение нормативных экологических показателей по воздуху и воде;

д) Определение капитальных вложений.

Третье. Нормативный и текущий показатели энергоэффективности региона ввести в статотчетность региона, чтобы регионы отчитывались перед государственными структурами за рациональное использование топливных ресурсов.

Четвертое. Создать рынок комбинированной энергии для потребителей, снабжающихся теплом и электроэнергией от ТЭЦ, с возможностью взаимоперетока с рынком конденсационной энергии.

P. S. Создан искусственный рынок электроэнергии для получения выгоды только для тех, у кого есть деньги. Копирование зарубежных рынков энергетики для холодной России неприемлемо.


Энергоэффективность, Теплоснабжение

Отправить на Email

Похожие Свежие Популярные