Энергосберегающие и энергоэффективные технологии – основа энергетической безопасности

А. Я. Шарипов, член Президиума НП «АВОК», канд. техн. наук, директор ФГУП «СантехНИИпроект»

В. М. Силин, генеральный директор ГУП УЭЗ г. Москвы

Расчеты показывают, что только в сфере ЖКХ потенциальные ресурсы энергосбережения составляют не менее 50 %. Однако проблемы энергосбережения вот уже в течение ряда лет больше декларируются, чем практически решаются. Необходимо сформировать и совершенствовать экономические и организационно-правовые механизмы более интенсивного внедрения энергоэффективных технологий при сохранении/повышении качества и устойчивости функционирования системы коммунальной инфраструктуры городского хозяйства.

Это потребует комплексного подхода к рассмотрению эффективного использования энергетических ресурсов как при их производстве, транспортировке, так и при потреблении, с учетом сбалансированности интересов как производителей, так и потребителей.

Должно стимулироваться повышение инвестиционной привлекательности внедрения энергоэффективных технологий со стороны частных инвесторов.

Учитывая уровень технического состояния систем теплоснабжения и квалификацию обслуживающего персонала в звене производства тепла в большей мере необходимо сделать упор на внедрение энергосберегающих технологий в сфере потребления. Тут есть серьезные проблемы как в сфере существующего жилищно-коммунального фонда, так и в сфере нового строительства.

К сожалению, существующая либеральность строительных норм и правил позволяет тиражировать проектирование и строительство энергозатратных жилых и общественных зданий.

Меры по снижению удельных затрат энергии на отопление, вентиляцию и освещение на стадии проектирования принимаются недостаточные, а качество строительства зачастую сводят их на нет.

Действие мер должно быть направлено и на то, чтобы выработать экономически и технически обоснованные и экспериментально подтвержденные нормативы, соблюдение которых контролировалось бы не только на всех стадиях инвестиционного процесса, но и при последующей эксплуатации.

Необходимо принять меры снижения экологической нагрузки на окружающую среду не только за счет абсолютного снижения использования энергоресурсов, но и за счет применения экологически чистого оборудования, технологический процесс которых проходит со значительным снижением вредных выбросов в атмосферу.

В настоящее время существует целый ряд технологий, позволяющих значительно снизить расход энергоресурсов для теплоснабжения промышленных предприятий и жилых домов. Используемые энергосберегающие технологии в системах потребления тепла дают одинаковый эффект независимо от того, централизованная или автономная система теплоснабжения (спор о целесообразности применения этих систем за последнее время разгорается все с большей силой). Нам кажется он беспочвенен, если в каждом случае присутствует квалифицированный, неангажированный технико-экономический расчет и озабоченность экологической безопасностью.

Рисунок 1 (подробнее)   Структура потерь при потреблении тепла в жилых домах

Анализ структуры потерь при потреблении тепла в жилых домах (рис. 1) позволяет определить основные пути решения проблемы энергосбережения на этапе потребления:

• применение горизонтальной поквартирной разводки системы отопления с индивидуальным управлением и учетом потребляемой тепловой энергии для нового строительства и установки регистраторов тепла для существующего жилого фонда;

• разработка и внедрение энергоэффективной схемы приточно-вытяжной вентиляции для зданий с повышенной герметизацией ограждающих конструкций, обеспечивающей комфортность проживания, защиту и сохранность строительных конструкций от повышенной влажности;

• переход от мощных центральных тепловых пунктов к использованию автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов (ИТП) в каждом здании с количественно-качественным регулированием потребления тепла в зависимости от температуры наружного воздуха и переходом на внутридомовой температурный график 80–60 °С с целью возможности применения пластиковых труб в системах отопления и горячего водоснабжения;

• использование современных строительных материалов и технологий, таких как возведение ограждающих конструкций методом несъемной опалубки, повышение теплоизоляционных свойств фасадов, установка оконных конструкций повышенной герметичности и т. д., позволяющих значительно снизить потери тепла через ограждающие конструкции и окна.

На рис. 2 представлен эффект от внедрения таких технологий в новое строительство.

Рисунок 2 (подробнее)   Эффект от внедрения ресурсосберегающих технологий в новое строительство

Часть из вышеперечисленных технологий, как, например, повышение теплоизоляционных свойств ограждающих конструкций, записаны в нормативных документах и обязательны к применению, другие же оставлены на усмотрение проектировщиков и строителей.

Рисунок 3 (подробнее)   Структура потерь тепла при производстве, транспортировке и потреблении

Рассмотрение структуры потерь тепла при производстве, транспортировке и потреблении (рис. 3) позволяет наметить для реализации основные пути повышения энергоэффективности в этой сфере:

• приблизить источники тепла, работающие на газе, к потребителю с целью уменьшения потерь тепла при транспортировке путем устройства пристроенных, встроенных, крышных автоматизированных котельных;

• организовать системы диспетчеризации, управления и учета производства и потребления тепловой энергии, используя самые современные информационные технологии, что позволит перевести систему теплоснабжения на качественно новый уровень интеллектуальных систем;

• использовать вместо существующего качественного метода регулирования с температурным графиком 150–70 °С количественный метод отпуска тепла с частотно-регулируемым электроприводом циркуляционных насосов с постоянной температурой теплоносителя 115–60 °С в отопительный период и 75 °С в летний, который позволяет снизить коррозионный износ тепловых сетей и перейти на обратном трубопроводе на использование пластиковых материалов;

• при наличии обоснования экономического эффекта использовать для целей теплоэлектроснабжения промышленных предприятий и жилых районов мини-ТЭЦ на базе современных газопоршневых или газотурбинных установок, устройство электрических надстроек существующих котельных с использование партурбинных или газотурбинных агрегатов.

Цивилизация систем централизованного теплоснабжения, как отмечают многие эксплуатирующие организации, должно происходить именно таким путем и главным образом созданием условий для неразрывности всей цепи от выработки тепла до потребителя.

Таким путем пошли теплоснабжающие организации в странах Восточной Европы и добились реального снижения затрат на отопление, повысив коммерческую привлекательность квартир построенных в 1960–70-x годах.

Если внимательно проанализировать статью доктора техн. наук П. А. Хаванова «Децентрализованное теплоснабжение – альтернатива или шаг назад» («Новости теплоснабжения», № 3, 2006), станет видно, что автор, полемизируя сам с собой, полностью ответил на поставленный вопрос: «Технический уровень современного энергосберегающего оборудования по выработке, технологии транспорта и распределения теплоты позволяет создавать эффективные и рациональные инженерные системы, уровень централизации которых должен иметь соответствующее обоснование».

При квалифицированных технико-экономических расчетах и учете всех сопутствующих условий ничто не может быть «альтернативой или шагом назад», а может являться осознанным выбором, удовлетворяющим всех хозяйствующих субъектов.

Благодаря активной позиции ДТЭХа Москвы при проектировании и строительстве экспериментального жилого района Куркино некоторые из вышеперечисленных технологий были успешно внедрены. В частности для теплоснабжения микрорайонов были использованы автономные источники теплоснабжения с количественно-качественным способом регулирования отпуска тепла, автоматизированные индивидуальные тепловые пункты с погодозависимым регулированием для каждого здания, для части зданий были запроектированы системы отопления с горизонтальной поквартирной разводкой. В одном из автономных источников тепла была использована каталитическая установка отечественного производства, позволяющая значительно снизить количество вредных выбросов в атмосферу. В настоящее время заканчивается строительство «теплых домов» – зданий с повышенной теплоизоляцией ограждающих конструкций. Проект был удостоен «Национальной экологической премии» за 2005 год.

Однако опыт внедрения новых технологий не получил широкого распространения в городе, применение инженерных систем, позволяющих значительно снизить расход природных ресурсов, уменьшить вредную нагрузку на окружающую среду, по-прежнему носит случайный эпизодический характер. При новом строительстве и реконструкции продолжают применяться традиционные системы вертикальной разводки систем отопления, не позволяющие организовать индивидуальный учет и регулирование тепла, вместо использования автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов, расширяются и реконструируются центральные тепловые пункты, не обеспечивающие экономию электроэнергии, тепла и воды. Разработка раздела «Энергоэффективность» зачастую носит формальный характер, отсутствует контроль за внедрением ресурсосберегающих технологий на этапе сдачи и эксплуатации. Основными препятствиями на пути активного внедрения мероприятий по энергосбережению является, во-первых, во многих случаях некоторое увеличение капитальных затрат при строительстве и отсутствие механизма возврата вложенных средств, во-вторых, приверженность традиционным технологиям, боязнь нового.

Что же делать? Для решения задач повышение энергоэффективности экономики и ЖКХ, придания этому процессу системного характера существуют два направления.

Во-первых, это административный контроль и принуждение и, во-вторых, создание условий экономической заинтересованности субъектов во внедрении новых технологий и экономии ресурсов. Необходимо создать правовую основу для стимулирования внедрения энергоэффективных, ресурсосберегающих технологий всеми хозяйствующими субъектами вне зависимости от форм собственности.

Предложения

1. Разработать правовые, экономические и технические механизмы стимулирования внедрения современных технологий.

2. Внести изменения и дополнения в существующие нормативно-технические документы, а в случае их отсутствия, разработать необходимые нормативы, регламентирующие процесс проектирования и строительства в Москве, с учетом обязательного использования энергоэффективных технологий.

3. Определить порядок и правила разработки проектной документации, с учетом обязательного рассмотрения вариантов инженерного обеспечения и выбора наиболее оптимального варианта с точки зрения энергосбережения и экологической нагрузки на окружающую среду. Разработать методику и критерии комплексной оценки энергоэффективности каждого проекта по всем разделам, определить органы и систему контроля за выполнением требований по энергоэффективности и экологической безопасности.

4. Разработать систему и методику контроля за внедрением ресурсосберегающих мероприятий при сдаче объекта и систему мониторинга эффективности внедрения мероприятий по энергосбережению.

5. Разработать систему мер экономического стимулирования хозяйствующих субъектов всех форм собственности, в особенности инвестиционных компаний, по внедрению энергосберегающих технологий.

6. Проводить более активную информационную политику по широкому привлечению всех слоев населения в обсуждение вопросов экономии ресурсов и сохранения окружающей среды. Разработать рекламные материалы, наглядно показывающие экономические выгоды энерго-сбережения для населения.

7. Создать систему персональной ответственности за нарушения в сфере энергосбережения как для руководителей хозяйствующих субъектов и потребителей энергоресурсов, так и для руководителей государственных органов, призванных проводить единую политику в сфере энергосбережения и контролировать ее исполнение.

8. Организовать систему научно-технических информационных центров, ответственных за формирование технической политики в сфере энергосбережения, разработку нормативно-технических документов и регламентов, оказывающих консультационные услуги по вопросам внедрения энергоэффективных технологий.

9. Для выбора экономических и научно-обоснованных нормативов провести полевые эксперименты по эффективности внедрения ресурсосберегающих технологий с целью определения удельных показателей расхода ресурсов, проверки гипотезы эффективности внедрения новых технологий при новом строительстве.

Объекты

1. Районы с традиционной системой теплоснабжения – Митино, Бутово или любой другой с обязательной возможностью учета расхода на РТС и у потребителей.

2. Один из микрорайонов Куркино с пристроенной котельной (к примеру 7А).

3. Жилой дом с крышной котельной и вертикальной разводкой системы отопления (мкр. 16).

4. Жилой дом с крышной котельной и горизонтальной разводкой системы отопления (мкр. 1 «АБВ»).

5. «Теплые дома» (мкр. 8).

Срок проведения – отопительный период 2006–2007 годов.

Метод: замер абсолютных показателей расхода тепла, электричества, газа и воды, разработка алгоритма приведения к удельным показателям, проведение расчетов, анализ результатов, отчет.