|
DOI: 10.25136/2409-8647.2020.1.32174
Дата направления статьи в редакцию:
13-02-2020
Дата публикации:
09-04-2020
Аннотация:
Предметом исследования является энергосбережение отпущенной тепловой энергии в теплоснабжении со стороны поставщиков и в отоплении объектов со стороны потребителя. Целью работы является раскрытие потенциала энергосбережения отпущенной тепловой энергии, как осязаемого ориентира экономической политики региона. Результаты исследования показывают потенциал энергосбережения отпущенной тепловой энергии северного региона, а также возможности энергосбережения со стороны получателя тепловой энергии. Областями применения результатов исследования являются рассчитанные ориентиры энергосбережения отпущенной тепловой энергии в Республике Саха (Якутия), а для других регионов и хозяйствующих субъектов – методы их расчета. Ориентиры, в свою очередь, могут быть побудительными мотивами для более активного кредитования сбережения тепловой энергии коммерческими банками и/или созданными для этих целей венчурными фондами. Применен метод маржинального сравнительного анализа фактических затрат производства в теплоснабжении с нормативными, а также с аналоговыми затратами. Новизной исследования являются: четкое разграничение зон ответственности в сфере сбережения тепловой энергии между теплоснабжением поставщика и отоплением потребителя, сочетание различных методов в определении потенциала сбережения тепловой энергии региона и отдельных объектов отопления, последовательность во внедрении сберегающих тепло мероприятий в отоплении объектов.
Ключевые слова:
энергосбережение, потенциал, теплоснабжение, отопление, нормативы, расход, потери, индивидуальный, тепловой, пункт
Abstract: The subject of this research is energy saving of the served thermal energy in thermal energy supply by the producers and in heating of the objects by the consumer. The goal of this work is to reveal the potential of energy saving of served thermal energy as a tangible target of economic policy of the region. The results of this research demonstrate the energy saving potential from served thermal energy of Russia’s northern region, as well as the potential for energy saving by the consumer of thermal energy. The results of this research can be applied in calculated targets of energy saving of served thermal energy in the Sakha Republic (Yakutia), as well as a method of calculation for other regions and consumers. The targets can in turn serve as encouraging motives for a more active crediting of thermal energy saving by commercial banks and/or venture funds created for these purposes. The author utilizes the method of marginal comparative analysis of actual expenses of a company in heating with normative and tax expenses. The scientific novelty consists in precise delineation of the zones of responsibility in the area of thermal energy saving between thermal supply of the producer and heating of the consumer, combination of various method in determining the potential of thermal energy saving in the region and separate objects of heating, as well as continuity in introduction of heat-saving measures in heating of objects.
Keywords: energy saving, potential, heat supply, heating, standarts, consumption, heat loss, individual, heat, point
Введение
Одним из основных составляющих стоимости жизни на Севере России является теплоснабжение. Проблемы энергосбережения в теплоснабжении северных территорий связывают с ветхостью систем коммунальной инфраструктуры, дороговизной северного завоза в труднодоступные населенные пункты, экстремальностью климатических условий российского Севера [1-4]. В Республике Саха (Якутия) проблема усугубляется наличием многолетнемерзлых грунтов оснований, для сохранения которого наружные теплосети прокладываются не в грунте, где температура от от 0 до -6°С, а на опорах, где температура наружного воздуха от 0 до -60°С.
Сумма проблемных факторов вынуждает исследователей и власти обратиться комплексному решению задач развития северных территорий [5].
Вместе с тем, в академических кругах наблюдаются исследования стратегических проблем макроэкономики, а на уровне микроэкономики – исследования эффективности техники и технологий. В этой связи, актуальным становится исследование задач организации внедрения эффективной техники, технологии и управления теплоснабжением в специфических условиях Севера России, а определение потенциалов энергосбережения отпущенного тепла и отопления ставят перед властями и кредитными организациями региона осязаемые ориентиры.
В статье применен понятийный аппарат Федерального закона «Об энергосбережении…» [6].
Методы и объект исследования
Средствами исследования служат статистические показатели теплоснабжения региона, тарифные решения регулятора. Метод основывается на маржинальном сравнительном анализе фактических затрат производства в теплоснабжении с нормативными, а также с аналоговыми. Равновесие спроса и предложения тепла может быть достигнуто при предельно низком потреблении тепла зданиями при заданных климатических условиях региона [7]. В теплоснабжении и в водоснабжении наиболее ярко проявляется действие закона предельной полезности. Авторы и ранее отмечали, что “излишне тепло, поступающее в уже теплый дом, или вода, капающая из крана при наличии в водопроводе нормального давления” величина в маржинальном анализе всегда отрицательная [8, стр. 18].
В качестве объекта исследования использованы показатели за 2000-2018 гг. Республики Саха (Якутия), как региона, наиболее выпукло представляющего специфику северных территорий России. 19-летний срок задан с целью приближения периода исследования к сроку нормативной эксплуатации активных основных фондов теплоснабжения равной 20 годам [9].
Определение приоритетов инноваций в теплоснабжении и отоплении объектов
Основным приоритетом в теплоснабжении является надежность (беспрерывность) подачи тепла потребителю. Соответственно, региональные власти прежде всего обращают внимание на безаварийность систем теплоснабжения, которая, в свою очередь, связана с обновлением основных фондов теплоснабжения. Исключение аварийных и приведение к нормативу ветхих систем теплоснабжения – задача номер один.
Следующим приоритетом в организации теплоснабжения, на взгляд авторов, является снижение потерь энергоресурсов: как прямых, так и косвенных. Прочие проблемы теплоснабжения северных территорий могут устраняться после решения первых двух по мере их обострения и в данной статье не затрагиваются.
Со стороны потребителя приоритетом в отоплении объектов является комплекс мероприятий по снижению потребления тепла.
Экономическими механизмами реализации этих мероприятий являются: а) внедрение учета потребления тепла; б) определение ограждающих конструкций, имеющих наименьшее сопротивление теплопередаче: окна, наружные входные двери, наружные стены, цокольные и чердачные перекрытия или совмещенные кровли расчетным путем или тепловизионными обследованиями; в) определение исполнителей собственными силами или путем концессионного соглашения с организациями, работающими в сфере энергосбережения в соответствии с федеральным законом «О концессионных соглашениях» № 115-ФЗ от 21.07.2005 в ред. от 22.12.2018.
Технологическими механизмами реализации мероприятий потребителя по снижению потребления тепла являются: а) регулировка систем отопления зданий; б) установка приборов учета тепла; в) утепление ограждающих конструкций, имеющих наименьшее сопротивление теплопередаче; г) регулировка ввода тепла в здание путем: - шайбирования, устройства элеватора; устройства автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов.
Данные приоритеты совпадают с приоритетами в Энергетической стратегии РФ [10].
Потенциал энергосбережения региона в теплоснабжении
В проекте Энергетической стратегии России до 2035 г. [10] отмечается, что энергоемкость экономики с 2008 г. по 2018 г. снизилась, по различным оценкам, на 17-18 %. Уровни энергоемкости производства важнейших отечественных промышленных продуктов выше (хуже) среднемировых в 1,2 – 2 раза, а по отношению к лучшим мировым практикам – в 1,5 – 4 раза. Отмеченная тенденция в Энергетической стратегии РФ наблюдается и в Республике Саха (Якутия).
Рисунок 1 – Динамика параметров теплоснабжения РС (Я) за период 2000-2018 гг. [11]
Диаграмма на рисунке 1 показывает увеличение мощности котельных региона за 19 лет на 20 %, в то же время снижение полезного отпуска с 2000 г. до 2014 г. на 26 % и прибавление отпуска к 2018 г. на 12 % по сравнению с 2014 г., связанного с увеличением ввода нового жилья и подключением частных домов к централизованному источнику теплоснабжения (ЦИТ).
Надо отметить, что в республике было принято решение, в связи с удалением порубочных делян и в целях повышения качества жизни сельского населения широко практиковать подключение частных домов к ЦИТ. Этим решением было преодолено неравенство в субсидировании жилищного фонда, подключенного к ЦИТ, и частного жилищного фонда на печном отоплении, который только с 2011 г. начал получать мизерные субсидии на заготовку дров.
Повышение качества жизни селян, подключившихся к ЦИТ, наверно, не требует доказательств, в регионе, где отопительный сезон продолжается от 9 до 11 месяцев в году. Снижение полезного отпуска тепла связано исключительно с внедрением приборов учета тепла не только в потребление населением, но также различными организациями. Несомненно, большую роль в этом сыграла деятельность товариществ собственников жилья (ТСЖ) и управляющих компаний (УК) жилищных фондов, бюджетных и коммерческих организаций, активно внедряющих индивидуальные тепловые пункты (ИТП) в многоквартирных домах и зданиях.
Снижение полезного отпуска тепла связано также с увеличением автономных (в т.ч. крышных) котельных ТСЖ, УК, коммерческих и бюджетных организаций, дислоцированных, в основном, в газифицированных районах республики. Расходы тепла и топлива данных котельных гораздо меньше расходов ЦИТ. Автономные котельные, вместе с тем, могут служить основой ценообразования тепловой энергии муниципального образования на принципе «альтернативной котельной» [10].
В специфических климатических условиях Якутии умощнение котельных при одновременном снижении отпущенного тепла не связана со снижением эффективности теплоснабжающих организаций, как может показаться на первый взгляд. Умощнение котельных связана с повышением надежности теплоснабжения. Когда наружная температура воздуха наиболее холодной пятидневки составляет –63°С, мощности котельных должны перекрывать расчетную температуру наружного воздуха не менее чем в два раза в целях обеспечения беспрерывности теплоснабжения в аварийных ситуациях.
Диаграмма на рисунке 1 показывает сокращение количества котельных за анализируемый период на 31 % или на 577 ед. Это значит, что из 1288 котельных на 01.01.2018 г. самое меньшее 577 заново построены. С учетом модернизаций в существующих зданиях котельных за 19 лет порядка 50 % котельных региона обновлены.
По данным регулятора – Госкомцен РС (Я) на 01.01.2019 г. в республике действует 310 теплоснабжающих организаций. При 411 муниципальных образованиях республики, раскинутых на 3,0 млн кв. км территории – это в русле государственной политики по поддержке единых теплоснабжающих организаций в муниципальных образованиях, о чем писали авторы еще в 2011 г. [12]. При нормативной долговечности стационарных водогрейных котлов в 20 лет (норма амортизации 5 %) [9] по региону в состоянии ветхости должно быть 65 котельных. Если считать 300 котельных частных владельцев условно модернизированными, все равно остается порядка 300 котельных, подлежащих реконструкции, что превышает нормативный износ котельных в пять раз. А по сведениям о снабжении теплоэнергией [13] за 2018 г. из 4456,8 км тепловых сетей республики в двухтрубном исчислении подлежат замене 518,3 км. При норме амортизации тепловых сетей 4 % [9] их должно было быть 222,8 км или по тепловым сетям нормативный износ также превышен 2,3 раза.
Из вышеизложенного анализа параметров теплоснабжения на рисунке 1 становится ясным наличие сверхнормативных потерь в 21,4 % или 2996 тыс. Гкал. за 2018 г. [11]. Средние экономически обоснованные затраты на тепловую энергию Республики Саха (Якутия) за Гкал составляют 4000 руб. [14]. Не сложно подсчитать, что потенциал энергосбережения региона от снижения уровня потерь до 10 % от отпущенной энергии приведет к ежегодной экономии средств на 6,4 млрд руб. Уровень потерь равный 10 % от отпущенной тепловой энергии достигнут в Ленском районе республики. В г. Якутске также идет снижение потерь, где по данным за 2018 г. достигнут уровень 12,9 %, хотя в актуализированной на 2018 г. Схеме теплоснабжения городского округа «город Якутск» до 2032 г. уже значатся 5 % потери, как рубеж к которому необходимо стремиться [15].
Потенциал энергосбережения в отоплении зданий
Авторами были проведены исследования на 50 объектах организации А в г. Якутске на предмет эффективности внедрения энергосберегающих мероприятий. Было принято решение, потенциал энергосбережения в отоплении зданий рассчитать по результатам сравнения удельной теплоемкости зданий в нормативах региона [16] и в нормативах РФ [17] с фактическим расходом тепла на отопление зданий, отраженных в бухгалтерских документах по взаиморасчетам с теплоснабжающими организациями. Поскольку СНиП [17] 2003 г. выпуска, а региональный норматив [16] 1986 г., последний имел больший норматив, чем первый. Имелись также расхождения в методах расчета. Региональный норматив вел расчет объема зданий по наружному обмеру, а СНиП по внутренним поверхностям стен, а также по региональному нормативу температура внутреннего воздуха помещений была ниже на 1-2°C, чем по ГОСТ 30494. Расчеты велись в объёмных показателях зданий.
В настоящее время в соответствии с постановлением Правительства РФ [18] при отсутствии проектной документации и приборов учета тепловой энергии допускается расчет годового количества тепловой энергии (Гкал/год), необходимой для отопления зданий по формуле (1) на кв. м. общей площади здания:
 (1)
где:  – нормативная удельная часовая тепловая нагрузка на отопление здания в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха и этажности здания согласно источнику [19, табл. 4], ккал в час на 1 кв. м;
S – общая площадь здания, кв. м;
 – температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений зданий в соответствии ГОСТ [19], °C;
 – среднесуточная температура наружного воздуха за отопительный период согласно Своду правил [20], °C;
 – температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки согласно Своду правил [20], °C;
 – продолжительность отопительного периода, характеризующегося среднесуточной температурой наружного воздуха 8°C и ниже согласно Своду правил [20], суток в год;
24 – количество часов в сутках;
10-6 – коэффициент перевода из ккал в Гкал.
В формуле (1)  ,  и могут быть заданы как средние за последние 5 лет метеорологических наблюдений или по Своду правил [20] строительной климатологии. В нашем случае были применены данные строительной климатологии.
В результате исследования было выяснено, что на 14 объектах фактически расходуется тепловой энергии больше регионального норматива. Таковыми являются все гаражи, в основном, построенные хозяйственным способом. По другим зданиям из-за холодных цокольных перекрытий и других ограждающих конструкций температурный график подачи тепла был разрешен администрацией организации А с повышающим коэффициентом. Было рекомендовано по этим 14 объектам проведение на первом этапе ремонта отопительных систем с их регулировкой и утепления ограждающих конструкций, проёмов зданий и уже следующим этапом – внедрение на объектах ИТП.
По 13 объектам организации, расходующим меньше федерального норматива, было рекомендовано воздержаться от модернизаций на первом и втором этапах с внедрением ИТП на третьем этапе энергосберегающих мероприятий. Из этих 13 объектов на трех из них имелись ИТП, смонтированные в ходе строительства этих объектов. По их данным составлена таблица 1. По этим зданиям в среднем показана фактическая теплоемкость, в 1,7 раза меньшая от нормативной удельной теплоемкости зданий по СНиП.
Таблица 1 – Сравнительные данные расхода на отопление зданий организации А
с ИТП за отопительный период 2017 гг., Гкал
|
Наименование объектов и их адрес
|
Нормативный расчетный объем тепла для зданий годовой, Гкал
|
Фактичес-кое потребле-ние, Гкал
|
Отклонение фактического потребления от норм, разы
|
|
по Пост. СМ ЯАССР №186
|
по СНиП 23-02-2003
|
от Пост. СМ ЯАССР
|
от СНиП
|
|
Кулаковского, 42
|
5347,25
|
3379,26
|
2086,07
|
2,5 меньше
|
1,6 меньше
|
|
Кулаковского, 48
|
12714,49
|
8214,96
|
4856,16
|
| |
Cn
© 1998 – 2024 Nota Bene. Publishing Technologies. NB-Media Ltd.
