//Электрика. – 2009. – № 2.– С. 3–7.
КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К ПРОБЛЕМЕ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ
В ГОРОДСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
В. Н. Бандурист, И. А. Волков, Е. Г. Гашо, С. В. Каменский,
Р. И. Озеров, Ю. Ф. Тихоненко
Объединение ВНИПИэнергопром*, Московский энергетический институт (технический университет)
Актуальность энергосбережения в Москве не нуждается в дополнительном обосновании. Москва – самый холодный мегаполис планеты – потребляет около 44 млн тут в год. Анализ топливно-энергетического баланса городского хозяйства Москвы демонстрирует существенное изменение структуры тепловых и электрических нагрузок: тенденции связаны как с падением промышленного производства, так и с неуклонным ростом экономики города за последние 5 лет. Принципиально важны изменения соотношения тепловых и электрических нагрузок. Если с 1991 г. потребление тепла снизилось на 18 %, то потребление электроэнергии выросло на 19 %, существенно выросли и потери в электрических сетях. Наиболее значительный прирост потребления электроэнергии был обусловлен ростом бытового потребления и в промышленности (18 и 11 % по электроэнергии), нежилом фонде (в том числе федеральная и городская бюджетные сферы, потребительский рынок – 10,6 %). Форму и пики графика электрической нагрузки в значительной степени определяют указанные потребители.
В связи с ростом пиковых нагрузок в последние годы в Москве введены в практику ограничения потребления электроэнергии в периоды максимума электрических нагрузок. Даже при относительно тёплой зиме в 2007 г. избежать отключений не удалось, поскольку разрыв между потребностью в период максимума электрических нагрузок и возможностью энергосистемы достигал более 2 тыс. МВт. Разрыв может быть ликвидирован к 2010 г., только если будут реализованы программа строительства новых генерирующих мощностей и задания по энергосбережению, заложенные в городскую программу.
Целенаправленные меры по сокращению потребляемой электрической энергии в масштабах города за счёт энергосберегающих мероприятий могут сократить максимум нагрузки на 3–3,5 тыс. МВт, что соизмеримо с реализацией программы развития генерирующих мощностей. Для реализации суммарного потенциала энергосбережения необходимо обеспечить работы в этом направлении во всех отраслях экономики: в топливно-энергетическом комплексе, на транспорте, в промышленности, жилищно-коммунальной сфере, федеральной и городской бюджетных сферах, на потребительском рынке, в строительном комплексе и сфере услуг. Выполненный при разработке концепции городской программы анализ показал, что существенные резервы есть на всех стадиях производства, передачи и потребления энергоресурсов. Это и определило структуру подпрограмм, предлагаемых к разработке в составе Комплексной городской целевой программы энергосбережения на 2009–2013 г. и на перспективу до 2020 г.
Основная цель программы – разработать исчерпывающий набор и объём программных мероприятий, сбалансированный с заданиями по экономии электрической и тепловой энергии, объективно распределёнными по группам потребителей ТЭР. Её особенности – проработка (кроме технических мер) нормативно-правовых проблем и мероприятий по пропаганде. Городская целевая программа энергосбережения охватывает как отраслевые аспекты, так и территориальный подход к разветвлённому городскому хозяйству с поадресными списками объектов 2009 г. При этом упор сделан не столько на новые источники энергоснабжения, сколько на энергосбережение в конечном потреблении.
При разработке учтены положительный опыт и недостатки предыдущих программ энергосбережения в Москве. Программу отличает нацеленность на создание и включение комплекса мотивационных механизмов (нормативная база, тарифы, учёт, пропаганда), т. е. новой институциональной среды и культуры энергоэффективности. Применён комплексный подход, позволяющий охватить процессом энергосбережения все сферы экономики города, для чего в программе выделено три базовых направления: производство энергоресурсов, транспорт энергии и потребление. Отдельное направление – сокращение потребляемой мощности.
Принципиальными отличиями Программы является наличие подпрограмм "Развитие нормативно-правовой базы энергосбережения", "Сокращение потребляемой электрической мощности", "Пропаганда энергосбережения в г. Москве" и разделов: "Тарифное стимулирование энергосбережения", "Механизм перераспределения присоединённой мощности на территории Москвы".
Основные задачи Программы:
· сокращение потерь тепловой и электрической энергии, снижение удельных показателей потребления электрической, тепловой энергии, воды и природного газа;
· сокращение потребления топлива, выбросов продуктов сгорания при выработке тепловой и электрической энергии;
· снижение пиковых электрических нагрузок, отказ от практики плановых отключений потребителей в часы максимума электрических нагрузок;
· разработка комплекса нормативно-правовых актов, регулирующих отношения в сфере энерго- и ресурсосбережения;
· привлечение инвестиций в энергосбережение с использованием механизмов выполнения Киотского протокола;
· развитие образовательных программ, повышение эффективности пропаганды энергосбережения.
По данным Московского территориального управления Росстата, Мосэнергосбыта, ОАО "Мосэнерго", Мосгаза, ОАО "МОЭК", ГУП "Мосводоканал" были составлены балансы потребления электрической и тепловой энергии в городе, определены общие значения потребления энергоресурсов по основным структурным подразделениям городского хозяйства в энергетическом балансе города. Эти данные легли в основу подпрограммы "Энергосбережение при потреблении энергоресурсов".
Исходя из утверждённых параметров энергосбережения в рамках принятой концепции, объём экономии энергоресурсов в целом по подпрограмме "Энергосбережение при потреблении" определён натуральными показателями. Общее задание по экономии ТЭР на 2009 г. составляет 750 млн кВтч (0,19 млн тут) и 1 млн Гкал (0,166 млн тут), или совокупно 0,356 млн тут. Эти задания по экономии ТЭР распределяются пропорционально по соответствующим группам потребителей (городская и федеральная бюджетные сферы, промышленность, строительство, транспорт, сфера ЖКХ, население).
Экономия энергоресурсов, отнесённая к населению, реализуется посредством мероприятий территориальных программ энергосбережения, осуществляемых префектурами московских территориальных округов. К вéдению префектур также относится энергосбережение в торговле, социальной сфере окружного подчинения, части промышленности. Отдельные задания по экономии ТЭР по объектам социальной сферы городского подчинения (образование, здравоохранение, культура, соцзащита, спорт) реализуются в разделе "Энергосбережение в бюджетной сфере". Учтены действующие и перспективные программы энергосбережения предприятий коммунального комплекса, транспорта, городская программа капитального ремонта жилого фонда.
Увязка планов капитальных ремонтов и реконструкции жилых домов с планами проведения энергосберегающих мероприятий должна производиться по принципу комплексной реконструкции систем квартального тепло- и водоснабжения зданий в объёме "кустов" зданий, подключённых к общим источникам теплоснабжения (ЦТП). Средства программы энергосбережения направляются на модернизацию зданий с установкой ИТП, автоматической балансировкой стояков, установкой терморегуляторов и систем квартирного учёта тепла. Комплекс мероприятий по энергосбережению проводится как в жилых зданиях, так и на объектах социальной сферы, муниципальных предприятиях, объектах торговли. Такой подход позволит в перспективе исключить перетекание тепловой энергии, сэкономленной в одном здании, в соседние здания, и достичь реальной экономии топлива на источниках теплоснабжения.
В административных округах и районах создаются демонстрационные зоны высокой энергетической эффективности с проведением мероприятий по экономии тепловой, электрической энергии, воды, сокращению электрической мощности, применению возобновляемых источников энергии. Комплексный подход в рамках территориальных программ энергосбережения позволит объединить усилия по сокращению потерь энергоресурсов и получить интегральный кумулятивный эффект от вложенных средств городского бюджета.
С энергосбережением при потреблении тесно связана подпрограмма "Пропаганда энергосбережения", предусматривающая комплекс мер по информированию населения, рекламе оборудования, проведению конкурсов и других мероприятий. Опросы населения показывают достаточно высокую готовность части потребителей к сокращению потерь энергии: экономят электроэнергию 30,5 % респондентов; живут, не экономя на электричестве, 31,5 % опрошенных; затрудняются с ответом – 37,0 %; 47,1 % опрошенных москвичей поддерживают городскую программу по экономии электроэнергии, а 51,6 % – относятся к ней весьма прохладно – либо сомневаются в её целесообразности, либо не задумываются об этом. Из этого следует, что необходимо активнее вести разъяснительную работу среди населения для успешного внедрения программы энергосбережения в жизнь.
Эффективность пропаганды можно оценить в 5 % экономии ресурсов. Как видно из рисунка, население потребляет в год 8,76 млрд кВтч электроэнергии и 52,7 млн Гкал тепла. Соответственно, сокращение потребления электроэнергии населением может составить 438 млн кВтч (113,9 тыс. тут) или 1,04 млрд руб.; применительно к потреблению горячей воды населением 5%-ное сокращение составит 1,25 млн Гкал (200 тыс. тут) или 1,125 млрд руб. Таким образом, совокупная экономия ТЭР может достигать 0,3 млн тут или 2,375 млрд руб. в год.
а б
Рис. 1. Структура потребления, %: а – электроэнергии; б – тепловой энергии
Подпрограмма "Энергосбережение при производстве и распределении энергоресурсов" включает отраслевые задания и программы энергосбережения производителей энергоресурсов (ОАО "Мосэнерго", ОАО "МОЭК") и предприятий, распределяющих тепло и электричество (ОАО "МТК", ОАО "МОЭСК", ОАО "МГЭСК"). Речь идёт как о внедрении нового эффективного оборудования в генерации, так и о сокращении потерь на собственные нужды, на транспортировку энергоресурсов потребителям.
В настоящее время в Москве объективно не хватает тепловой нагрузки для обеспечения эффективной работы новых энергоблоков. Необходимо уже сейчас предпринять меры для перераспределения тепловой нагрузки в пользу наиболее эффективных ТЭЦ с парогазовым циклом с целью снижения потребности в природном газе. Развитие тепловых сетей для этих целей должно быть обеспечено за счёт предписанной федеральным законодательством платы за подключение по теплу взамен локальных персональных обременений для каждого застройщика с соответствующей инвестиционной программой "МТК" и "МОЭК", а также за счёт введения двухставочного тарифа, позволяющего разрешить конфликт интересов.
Подпрограмма "Сокращение потребления электрической мощности" ориентирована на снижение роста потребления мощности в часы максимумов нагрузки: 1500 МВт к 2013 г., и 3600 МВт к 2020 г. Это достигается совокупностью целевых мероприятий у потребителей и на распределительных подстанциях. Город впервые серьёзно столкнулся со специфическим видом энергодефицита – нехваткой пиковых электрических мощностей. В отсутствие рынка мощности невыгодно содержать пиковые энергоисточники. Себестоимость пикового киловатт-часа превышает 100 руб.; чтобы обеспечить пиковую нагрузку, надо развивать сеть и подстанции, в обычных режимах они не загружены и наполовину.
Особенность московской энергосистемы – неконтролируемый рост нагрузок электроотопления зимой, достигший в настоящее время 20 % от общей мощности энергосистемы. В последние годы на порядок увеличились продажи электрических тепловых завес, кондиционеров, тепловых пушек и др. В холодные дни 2 тыс. МВт электрической мощности, потребляемые Москвой, идёт на компенсацию 5 % тепловой нагрузки. Неконтролируемый рост электроотопления может свести на нет весь эффект от строительства новой генерации.
Основной задачей подпрограммы нормативно-правовой базы является создание стимулирующих факторов энергосбережения. Следует отметить, что сегодня законодательство об энергосбережении в Российской Федерации разработано недостаточно. Действующий Федеральный закон от 03.04.1996 г. № 28-ФЗ "Об энергосбережении" основан преимущественно на отсылочных нормах, которые не разработаны и не реализуются в рамках других нормативных документов. В настоящее время согласно Федеральному закону от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ "О техническом регулировании" нормы энергоэффективности, установленные в государственных стандартах, технических нормах и правилах, практически утратили обязательность применения.
Нормы Закона г. Москвы от 5 июля 2006 г. № 35 "Об энергосбережении в городе Москве" также не реализуются в полном объёме из-за отсутствия чётко определённых механизмов проведения энергосберегающей политики и неопределённости полномочий исполнительных органов городской власти в сфере энергосбережения. Поэтому правовой раздел подпрограммы включает в себя около 40 новых законодательных актов (положений, регламентов) регионального уровня, обеспечивающих необходимые поправки в федеральное законодательство.
Согласованный комплекс технических мер, предлагаемых нормативно-правовых документов, мероприятия по пропаганде позволяют реализовать заложенные в программе показатели экономии тепловой, электрической энергии, воды, топлива, сокращения потребляемой электрической мощности. Ограниченный объём статьи не позволяет остановиться на всех особенностях и параметрах программы, которые обеспечивают её реализацию.
Общие показатели экономии топливно-энергетических ресурсов по годам реализации Программы, которые подтверждены конкретными энергосберегающими мероприятиями во всех отраслях городского хозяйства, приведены в таблице.
Общие показатели городской целевой программы энергосбережения
на 2009–2013 г. и на перспективу до 2020 г.
Показатель |
Объём экономии по годам (нарастающим итогом) |
|||||
2009 |
2010 |
2011 |
2012 |
2013 |
2020 |
|
Суммарная экономия энергии: электрической, млн кВтч тепловой, млн Гкал природного газа, млн тут воды, млн куб. м |
386,8 1,014 0,021 16,46 |
1481,3 3,926 0,67 39,30 |
2986,9 7,275 1,76 52,67 |
4565,1 10,659 3,33 66,38 |
6269,0 14,040 5,29 80,10 |
61303,2 244,633 55,00 679,75 |
Сокращение потребляемой мощности, МВт |
102 |
360 |
725 |
1120 |
1565 |
4680 |
Суммарное сокращение вредных выбросов в атмосферу, тыс. т |
0 |
1,5 |
4,2 |
8,9 |
15,3 |
92,7 |
Суммарное финансирование мероприятий программы на 2009–2013 гг., включая программы генерации, составляет свыше 170 млрд руб.; из них около 25 млрд – средства городского бюджета. В пересчёте на одного жителя города затраты бюджета на энергосбережение составят около 450 руб. в год.
Оценки показывают, что реконструкция новых источников обеспечивает 18 % годовой экономии топлива (при затратах 68 % всех средств); энергосбережение в конечном потреблении – 34 % (при затратах 20 %); при капитальных ремонтах зданий – 15 % (при затратах 10 %); пропаганда даёт эффект до 32 % всей экономии при затратах менее 1 % от общих средств.
Таким образом, бытовая, коммунальная и бюджетная сферы потребления энергоресурсов имеют значительные резервы повышения эффективности энергопотребления, которые связаны с переходом к энергоэффективной технике и сокращением непроизводительных потерь энергоресурсов. Однако для сниженияокращения потерь и нерациональных расходов энергоресурсов необходимо использовать комплекс технических, организационно-экономических и нормативно-правовых мероприятий, сформировать у потребителей культуру энергоэффективности.
Список литературы
1. Байдаков С. Л., Гашо Е. Г. Эффективные системы жизнеобеспечения мегаполисов – основа устойчивого развития государства // Энергетическая политика. 2005. № 3.
2. Башмаков И. А. Региональная политика повышения энергетической эффективности: от проблем к решениям. М. ЦЭНЭФ, 1996.
3. Башмаков И. А., Папушкин В. Н. Разработка программ развития, модернизации и реабилитации систем теплоснабжения (на примере Ханты-Мансийского автономного округа) // Новости теплоснабжения. 2004. № 6–7.
4. Богуславский Л. Д., Ливчак В. И. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха. М.: Стройиздат, 1990.
5. Вакулко А. Г., Папушкин В. Н. "Гармонизация" нормативных требований энергосбережения на региональном уровне // Энергосбережение. 1997. № 3.
6. Вигдорчик А. Г., Чупятов В. П. Энергосбережение: методология, определения и перспективы // Известия АН СССР. Сер. Энергетика и транспорт. 1988. № 4.
7. Волконский В. А., Кузовкин А. В. Оптимальные тарифы на электроэнергию как инструмент энергосбережения. М.: Энергоатомиздат, 1985.
8. Лапир М. А. Целевая программа: Комплекс первоочередных мер по энергосбережению в Москве // Энергосбережение. 2001. № 5. С. 4–5.
9. Ливчак В. И. Стратегия энергосбережения в жилищно-коммунальном хозяйстве и социальной сфере // АВОК. 2001. № 6. С. 10–14.
10. Санеев Б. Г., Соколов А. Д. и др. Методы и модели разработки региональных энергетических программ / Новосибирск: Наука, 2003.
11. Некрасов А. С., Синяк Ю. В., Ямпольский В. А. Построение и анализ энергетического баланса. М.: Наука, 1974. 179 с.
12. Прохоров В. И. Энергоэкономичность систем отопления и вентиляции // Водоснабжение и санитарная техника. 1985. № 9. С. 28–30.
13. Семёнов В. Г. Основные проблемы, препятствующие нормализации теплоснабжения в муниципальных образованиях РФ // Новости теплоснабжения. 2002. № 5.
14. Табунщиков Ю. А. Энергосбережение – дефицит знаний и мотиваций // АВОК. 2004. № 5.
15. Энергосбережение в учреждениях РАН: Сб. науч.-практ. и науч.-метод. матер./ Под общ. ред. акад. Фортова В. Е. М., Амипресс, 2001.
* В работе принимали участие В. М. Нагдасев, Д. А. Старостин, Н. В. Шамшева, Т. В. Шиляева, специалисты ОАО "ВНИПИэнергопром", НТЦ "Энергетика города".