Режим комбинированной выработки электрической и тепловой энергии. Повышение эффективности энергоснабжения жкх. С изменениями и дополнениями от

В городах и промышленных районах наряду с потребителями электрической энергии почти всегда имеются также и потребители тепловой энергии. К ним относятся системы отопления, а также различные технологические установки, служащие для подогрева, варки и сушки материалов. Расход теплоты на отопление в большой степени зависит от времени года, достигая максимальной величины в наиболее холодные зимние месяцы и почти полностью исчезая в летнее время.

Промышленные потребители обычно нуждаются в теплоте в течение всего года. Большое экономическое преимущество может быть достигнуто при комбинированной выработке электроэнергии и теплоты. При этом в котле вырабатывается пар повышенного давления, который направляется в турбину, где расширяется только до давления, необходимого тепловому потребителю. Конденсируясь в технологических аппаратах нагрева или сушки, пар отдает скрытую теплоту парообразования и в виде конденсата полностью или частично возвращается на ТЭЦ.

Чем в конденсационной турбине.

эквивалентные теплоте,

которая может быть превращена в работу в обеих установках.

) может быть в значительной степени использована. Иначе говоря, вместо того чтобы вырабатывать электроэнергию на конденсационной электростанции, теряющей до 60-65% теплоты с охлаждающей водой конденсаторов, и, кроме того, сжигать топливо для удовлетворения нужд тепловых потребителей, можно при комбинированной выработке энергии использовать почти всю теплоту, содержащуюся в паре, т.е. почти всю площадь 1хахЪсс&1х. При этом теплота эквивалентной площади используется для выработки электроэнергии, а теплота, изображаемая площадью 11а1е1211, передается тепловому потребителю.

В большинстве случаев электрическая энергия, которую целесообразно вырабатывать на базе теплового потребления, не покрывает всей потребности района. Поэтому к установкам, отработавший пар которых направляется к тепловым потребителям, добавляются чисто конденсационные установки. Однако чем большее количество электроэнергии вырабатывается на базе теплового потребления, тем меньше необходимая мощность конденсационных установок и тем меньше количество теплоты, непроизводительно отдаваемой охлаждающей воде.

Для того чтобы оценить выигрыш теплоты при комбинированной выработке энергии, сравним установки, принципиальные схемы которых показаны на рис. 1.21, а и б. На первой схеме представлены две установки, в которых электроэнергия раздельно вырабатывается генератором, приводимым конденсационной турбиной, а теплопотребление обеспечивается самостоятельной котельной. На рис. 1.21, б представлена схема установки для комбинированной выработки тепловой и электрической энергии. Установка состоит из турбины с противодавлением, отработавший пар которой отводится к тепловому потребителю, и конденсационной турбины. Пар к обеим турбинам подается из одного котла.

. При сравнении вариантов примем, что энтальпия

воды на входе в котел в обеих установках одинакова и равна кк.

Для упрощения последующих расчетов заметим, что электрической мощности М:) соответствует внутренняя мощность

Тогда расход теплоты в раздельной установке будет равен

соответственно. Мощность этих турбин составит

Определится из выражения

Тогда расход теплоты при комбинированной выработке энергии (рис. 1.21,6) будет равен

Требуемой потребителем,

Найденного по формуле (1.23),

определяем экономию теплоты, достигнутую в результате комбинированной выработки энергии:

потребителю:

Коэффициент % характеризует выработанную мощность на базе теплового потребления.

Из формулы (1.28) видно, что экономия в расходе теплоты в первую очередь зависит от коэффициента Кроме того,

влияет абсолютный КПД конденсационной установки.

Очевидно, что чем ниже этот КПД, тем более рационально основную долю мощности при комбинированной выработке энергии создавать в турбине с противодавлением.

Оценка совершенства работы турбинной установки с противодавлением по абсолютному КПД теряет смысл, коль скоро вся или почти вся теплота отводимого пара используется полностью. Вместе с тем далеко не безразлично количество энергии, выработанной турбиной с противодавлением, так как чем оно больше, тем меньше расход пара в конденсационной турбине и тем, следовательно, меньше потери теплоты с охлаждающей водой. Поэтому для оценки установки, работающей с использованием теплоты отработавшего пара, вместо абсолютного КПД можно применить найденный выше коэффициент

Так же как и абсолютный КПД в конденсационной установке, коэффициент % зависит от располагаемого теплоперепада, и тем больше, чем меньше рп, и от относительного КПД турбины с противодавлением.

Если имеется не один, а несколько тепловых потребителей различного температурного уровня, то, очевидно, выгодно иметь несколько турбин, отдающих пар при различных противодавлениях. Можно также создать турбину с одним или несколькими отборами пара для внешних потребителей из разных промежуточных ступеней, т.е. при различных давлениях отбираемого пара.

Некрасов, Сергей Александрович

Ученая cтепень:

Кандидат технических наук

Место защиты диссертации:

Код cпециальности ВАК:

Специальность:

Энергетические системы и комплексы

Количество cтраниц:

1. Глава 1 Оценка состояния комбинированного производства электрической и тепловой энергии в Российской Федерации и перспективы развития

1.1. Динамика производства электрической и тепловой энергии

1.2. Влияние опережающего роста потребления электроэнергии на эффективность работы ТЭЦ

1.3. Прогноз потребления электрической и тепловой энергии.

1.4. Структура производства тепловой энергии

1.5. Структура потребления тепловой и электрической энергии на примере Московской области.

Выводы к главе

2. Глава 2 Влияние ЖКХ на внутрирегиональное развитие

2.1. Теплоснабжение - одна из наиболее острых проблем муниципальных образований

2.2. Краснодарский край.

2.2.1. Общая информация и ТЭБ края

2.2.2. Анализ распределения тарифов

2.2.3. Применение методологии ранговых распределений

2.3. Состояние ЖКХ Кировской области и причины, определяющие дальнейшую динамику тарифов

2.4. Доступность тарифов и степень ее влияния на региональное развитие миграцию населения "

2.5. Прогнозирование влияния тарифов ЖКХ на внутрирегиональное развитие

Выводы к главе

3. Глава 3 Мировой опыт развития распределенной энергетики

3.1. Подходы к выбору приоритетов для развития энергетики.

3.2. Когенерация в мире, как приоритетное направление развития энергоснабжения

3.2.1. Великобритания

3.2.2. Канада

3.2.3. Япония

3.3. Перспективы развитие энергетики за счет возобновляемых источников

Выводы к главе

4. Подходы к выбору технических решений по распределенной генерации в Российской Федерации.

4.2. Комбинированное производство тепловой и электрической энергии за счет надстройки отопительных котельных электрогенерирующими установками - наиболее энергоэффективные проекты

4.3. Анализ технологических решений по надстройки котельных.

4.4. Существующие препятствия для реализации проектов и подходы к их решению

4.4.1. Условия работы с сетью

4.4.2. ^Условия реализации тепловой энергии объектами распределенной генерации

4.5. Подходы к определению мощности надстроек котельных

4.5.1. Оптимизация объема производства тепловой энергии в комбинированном режиме

4.5.2. Оптимизация объема производства электрической энергии в комбинированном режиме

4.6. Анализ эффективности проектов по переводу котельных в режим комбинированной выработки тепловой и электрической энергии

Выводы к главе

Введение диссертации (часть автореферата) На тему "Повышение эффективности энергоснабжения ЖКХ путем перевода котельных в режим комбинированной выработки тепла и электроэнергии"

Актуальность работы обусловлена необходимостью принятия неотложных мер повышения надежности и эффективности энергообеспечения экономики Российской Федерации. Энергоэффективность и энергосбережение входят в 5 стратегических направлений приоритетного технологического развития, обозначенных президентом России Д.А. Медведевым на первом заседании Комиссии по модернизации и технологическому развитию экономики России 18.06.2009 г. На энергоснабжение населения в Российской Федерации расходуется, более 47 % тепловой и 23 % электрической энергии. Характерной закономерностью последнего десятилетия является рост доли, потребления тепловой энергии населением с 43,8 до 47,1 % на фоне практически неизменного суммарного потребления тепла в стране.

Расходы, на теплоснабжение в структуре потребления, энергии и топлива населением значительно выше в России, чем в других странах (Канада, страны Скандинавского полуострова) даже при условии аналогичного количества градусо-суток отопительного периода. Высокий сегодняшний уровень и дальнейший рост доли затрат населения’ на оплату ЖКХ требует перехода* на технологические решения, позволяющие снизить себестоимость производства тепловой энергии, что определяет актуальность работы.

Комбинированная выработка электрической и тепловой энергии - это" наиболее эффективный способ экономии топлива как в жилищнокоммунальном хозяйстве, так и в промышленности. Но в настоящее время в. комбинированном режиме энергия производится практически только на паротурбинных теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) в крупных городах. Значительная часть централизованного производства тепловой энергии (48,9 %) вырабатывается в котельных, которые не только не производят электроэнергию, но и являются ее крупными потребителями в сфере ЖКХ.

Доля тепла, производимая без выработки электроэнергии, составляет 63,4 4 (с учетом децентрализованного теплоснабжения от непромышленных изолированных котельных мощностью менее 20 Гкал/ч и тепла, получаемого.на индивидуальных теплогенераторах).

С другой стороны, развитие комбинированной выработки тепловой и электрической энергии при использовании существующей инфраструктуры котельных позволит наименее капиталоемким способом в значительной части обеспечить потребности экономики в росте электропотребления.

Объект исследования: теплоснабжение ЖКХ и населения, влияние тарифов на тепловую энергию на внутрирегиональное развитие; технологические решения, обеспечивающие повышение эффективности и надежности теплоснабжения.

Предмет исследования: развитие выработки тепловой и электрической энергии в Российской Федерации, влияние системы тарифообразования на развитие населенных пунктов1 в пределах одного региона, перспективы снижения удельных расходов топлива на выработку электроэнергии за счет создания энергетических комплексов с комбинированной выработкой тепловой и электрической энергии на малых и средних котельных, позволяющих снизить стоимость энергоснабжения.

Целью работы является разработка типовых технологических решений, направленных на повышение надежности энергоснабжения и снижения удельных расходов топлива на производство энергии за счет перевода малых и средних котельных в режим комбинированной выработки тепловой и электрической энергии.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

1. Рассмотрены основные закономерности и прогноз производства и потребления тепловой и электрической энергии в Российской Федерации.

2. Определены тенденции в развитии энергоснабжения различных муниципальных образований, в том числе малых городов, поселков городского типа (ПГТ) и сельских поселений.

3. Проведен анализ экономических проблем регионального энергоснабжения и исследованы зависимости стоимости произведенной тепловой энергии от объема отпуска тепла энергоснабжающей организацией и закономерности в распределении величин тарифов.

4. Показаны причины нецелесообразности массового тиражирования в Российской Федерации капиталоемких технологий до реализации менее затратных проектов модернизации системы энергоснабжения ЖКХ, направленных на улучшение технико-экономических показателей работы предприятий, представляющих жилищно-коммунальные услуги (ЖКУ ).

5. Обосновано, что перевод котельных в, режим комбинированной выработки тепловой и электрической энергии на основе представленных технологических решений позволяет повысить надежность и эффективность энергоснабжения муниципальных образований и получить максимальный объем электроэнергии при круглогодичном использовании тепловой энергии.

6. Исследованы режимы работы надстроек котельных, позволяющие согласовывать электрические и тепловые нагрузки потребления.

7. Разработаны варианты увеличения производства электроэнергии на тепловом потреблении котельных: от производства электроэнергии для нужд теплоснабжения до обеспечения электропотребления муниципального образования.

Область исследования

Диссертационная работа соответствует пунктам 1,3,5,6 паспорта специальности 05.14.01 - Энергетические системы и комплексы.

Информационная база исследования

В работе использованы следующие материалы и сведения: материалы работы Экспертного совета при Комитете по энергетике Государственной Думы РФ, данные Региональных энергетических комиссий о тарифах на ЖКУ, научные источники, монографии, периодические издания, научные доклады, отчеты, экспертные оценки специалистов.

Методы исследования: системный и ситуационный анализ, метод экспертных оценок, методы математической статистики, балансовые исследования, микро- и макроэкономический анализ, прогнозирование.

1. Применен ценологический подход к анализу распределения величин тарифов на ЖКУ и выявлена закономерность повышения тарифа при уменьшении населенного пункта.

2. Показано, что* потребители оплачивают ЖКУ в среднем по более высокому тарифу в населенных пунктах, где коммунальные службы были переданы с балансов ведомственных организаций на баланс муниципалитетов и стали специализированными теплосетями и водоканалами.

3. Определены положительные обратные связи между распределением тарифов и развитием населенных пунктов в пределах одного региона, показано, что* тарифная система является одним из катализаторов депопуляции малых населенных пунктов- и стимулирует развитие урбанизации. Показано, что возможно снизить влияние найденных негативных тенденций в результате перехода на новые принципы построения энергетических комплексов малых населенных пунктов на основе комбинированного производства тепла и электроэнергии.

4. Предложен новый подход к реализации надстроек котельных (одна электрогенерирующая установка на котельную), обеспечивающий резервирование за счет параллельной работы с сетью нескольких пространственно разделенных энергоблоков в пределах зоны действия понизительной подстанции напряжения 6-10 кВ, что позволяет рассматривать котельные как единую площадку для создания распределенной энергетики.

Практическая значимость

На основе проведенных исследований показано, что существующая система тарифообразования формирует условия для роста миграции населения из малых поселений в крупные города за счет более высоких тарифов на ЖКУ, что требует оценки последствий и вмешательства государства.

Рассмотрены режимы работы надстроек котельных с полной утилизацией тепловой энергии^ и проведен сравнительный анализ экономической эффективности использования оборудования. Показано, что наиболее инвестиционно привлекательными проектами надстройки котельных являются газопоршневые агрегаты мощностью 1-1,3 МВт.

Переход к системе взаиморезервирования генераторами, установленными на нескольких котельных, работающими параллельно с сетью, позволит снизить удельные капитальные затраты при строительстве объектов распределенной генерации и повысит надежность энергоснабжения потребителей.

Предложен поэтапный план увеличения выработки электроэнергии на тепловом потреблении котельных: от производства электроэнергии для нужд теплоснабжения до обеспечения электропотребления муниципального образования.

Публикации и апробация результатов исследования

Материалы работы в период 2007-2010 гг. представлены на международных конференциях и опубликованы в 16 работах, в том числе 3 в рекомендованных ВАК РФ научных журналах и изданиях по специальности 05.14.01 - Энергетические системы и комплексы.

Данные о структуре и объеме диссертации

Общий объем работы 177 с. Структура работы включает введение, 4 главы, заключение, список литературы из 132 наименований.

Заключение диссертации по теме "Энергетические системы и комплексы", Некрасов, Сергей Александрович

Выводы к главе 4

1. Проекты по комбинированному производству тепловой и электрической энергии на уже существующих отопительных котельных являются наименее капиталоемким решением среди технологий по распределенной энергетике, имеют максимальную эффективность среди проектов по энергосбережению, могут дать кратно больший вклад в повышение энергоэффективности в сравнении с другими мероприятиями по энергосбережению.

2. Среди различных технологических решений надстроек котельных при единичных электрических мощностях до 5 МВт преимущества имеют ГПА . Среди ГПА наиболее эффективным решением являются установки мощностью в диапазоне 0,7-1,5 МВт.

3. Предложен новый подход к реализации надстроек котельных: по одной электрогенерирующей установке на котельную с организацией сети параллельно работающих пространственно разделенных энергоблоков В" пределах одной зоны.’ действия понизительной подстанции. На основе взаимодействия объектов распределенной генерации и сетей* можно добиться решения следующих задач:

Поддержки напряжения в слабых сетях, и повышения надежности энергоснабжения за счет первоочередной установки объектов распределенной энергетики у удаленных потребителей;

Снижения загрузки трансформаторных подстанций и снижения сетевых потерь;

Обеспечения резервирования энергоснабжения в аварийных ситуациях в местах расположения единичных энергоблоков;

Обеспечения работы каждого генератора в оптимальном режиме с минимальными удельными расходами топлива на производство электроэнергии;

Возможности более эффективного согласования электрических и тепловых нагрузок, в том числе за счет установки аккумуляторов тепловой энергии.

4. Показано, что существующая малая энергетика в Российской Федерации не имеет преимуществ при комбинированном производстве тепла и электричества в результате неиспользования тепла. Отсутствие утилизации тепловой энергии при производстве электроэнергии ведет к снижению инвестиционной привлекательности проектов по малой энергетике. В связи с этим рассмотрены различные режимы работы надстроек котельных при полной утилизации тепловой энергии.

5. Предложен поэтапный-план наращивания производства электроэнергии на тепловом потреблении котельных начиная от производства электроэнергии для нужд теплоснабжения до обеспечения электропотребления муниципального образования. Выполнение каждого этапа приводит к увеличению перечня объектов, резервное энергоснабжение которых можно обеспечить за счет ОРГ. Показано, что при типичных в центральном регионе сезонных и суточных графиках потребления* тепла максимальная" мощность надстройки составляет 12-13% от пиковой мощности котельной без создания устройств аккумулирования тепловой энергии и возможностью круглогодичной реализации тепла. При этом в неотопительный период режим работы надстройки близок к полупиковому. Например, реализация проектов по надстройке котельных в пределах 12-13% от пиковой мощности позволит в Московской области обеспечить установку 1500 МВт электрической мощности. Удельные расходы топлива при производстве электроэнергии при полной утилизации тепла не превышают 160 г у.т./кВтч и значительно ниже среднего расхода на ТЭС (333 г у.т./кВтч). Перевод котельных Российской Федерации в режим комбинированной выработки в объемах 120 млрд кВтч позволит снизить потребление топлива до 20 млн. т у.т. в год.

6. На основе сравнительного анализа эффективности проектов перевода котельных в режим комбинированного производства тепловой и электрической энергии на основе газопроршневых агрегатов мощности от 105 до 3385 кВт, показано, что наиболее инвестиционно привлекательным являются проекты номинальной электрической мощностью 1000-1300 кВт. Полное возмещение капитальных затрат происходит в течение 4 лет, чистый дисконтированный доход на инвестиции в целом превышает объем общих капитальных вложений не менее чем в 2,4 раза, внутренняя норма доходности для инвестиций в целом составляет 23-25 %, что существенно превышает максимальную расчетную ставку дисконтирования.

Заключение

1. В результате применения ценологического подхода к анализу распределения величин тарифов на ЖКУ показана закономерность повышения тарифа с уменьшением населенного пункта. Показан ряд положительных обратных связей между распределением тарифов и развитием населенных пунктов в пределах одного региона. Наряду с другими причинами существующая тарифная система является катализатором депопуляции малых населенных пунктов и стимулирует развитие гиперурбанизации.

2. Реализация проектов по комбинированному производству тепловой и электрической энергии на уже существующих котельных является" эффективным решением по повышению надежности энергоснабжения, ведет к снижению‘издержек и имеет максимальную эффективность среди проектов по энергосбережению в ЖКХ . В работе рассмотрен поэтапный подход к вопросу увеличения комбинированного производства тепловой ‘ и электрической энергии- на существующем тепловом потреблении от производства^, электроэнергии, для нужд теплоснабжения до обеспечения* электропотребления муниципального образования. .

3. На основе-сравнительного анализа эффективности проектов перевода котельных в режим комбинированного производства тепловой и электрической показано, что наиболее инвестиционно привлекательными проектами с установленной мощностью менее 5 МВт являются газопоршневые агрегаты мощностью 1-1,3 МВт.

4. Энергоблоки на котельных целесообразно объединять в локальную сеть, работающую параллельно с энергосистемой и позволяющую увеличить надежность энергоснабжения. При этом в пределах зоны действия понизительной- подстанции обеспечивается работа пространственно разделенных энергоблоков.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Некрасов, Сергей Александрович, 2011 год

1. Схема тепло и электроснабжения Московской области / ГУП МО «НИиПИ градостроительства » 2004г.

2. Схема теплоснабжения города Москвы на период до 2020 года с выделением двух этапов 2010 и 2015 гг/ ОАО «Газпром промгаз » 2010г.

3. Анализ итогов деятельности электроэнергетики за 2008 год, прогноз на2009 год./ Отчет СО ЦДУ. 2009г.

4. Некрасов А.С., Синяк Ю.В., Уточненные прогнозы ИНП РАН по развитию российского ТЭК до 2030 г. и основные направления инновационной деятельности в области электро- и теплоснабжения. 2009 г.

5. Нигматулин Б.Э. Состояние и развитие электроэнергетики в России до 2020 года,http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=prmt&sid:=1832

6. Электроэнергетика России-2030. Целевое видение / Под общ. ред. Вайнзихера Б.Ф. М.: Альпина Бизнес Букс, 2008. 352 с.7. http://www.kremlin.ru/transcripts/5979, http://www.kremlin.ru/transcripts/5616.

7. Отчет о НИР по теме: ТЭК-3-013 «Формирование системы балансов основных видов топлива, нефтепродуктов и сжиженных углеводородных газов, электроэнергии и тепла в разрезе субъектов Российской Федерации до 2020 года» ИНЭИ РАН М. 2006

8. Материалы совещания под руководством акад. Фаворского О.Н. в ОИВТРАН 17.2.10г.

9. Пейсахович В. Малая энергетика России. // Коммунальный комплекс России, 2004 №4

10. Генеральная схема размещения объектов электроэнергетики до 2020 года

11. Концепции технического перевооружения энергетического хозяйства1. Московского региона. "13. «О целевом видении стратегии развития электроэнергетики России на период до 2030 года» РАН ОИВТ М-2007

12. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. 7-е изд. 2001г. М.Изд-во МЭИ . 420с.

13. Доклад РАО ЕЭС России О состоянии электроэнергетики. 2005 г. http://www.e-apbe.ru/analytical/doklad2005/doklad20053.php

14. Ольховский Г.Г., Тумановский А.Г. Теплоэнергетические технологии на период до 2030г.// Вести в электроэнергетике 2008, №1.

15. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года, утвержденнаяраспоряжением Правительства Российской Федерации от 13 ноября 2009 г № 1715-р ’

16. Укрупненный план («дорожная карта ») инновационного развития отраслей ТЭК и перехода к экологически чистой энергетике будущего. Отчет РАН 2008.

17. Семикашев В.В. Потребление и затраты на электроэнергию в полностью электрифицированном жилом доме (зарубежный опыт)., // Электрика, 2006, №3.

18. Кудрин Б.И. Техногенная самоорганизация. Для технариев электрики и философов (Материалы к конференциям 2004 г.). Вып. 25. "Ценологические исследования". М.: Центр системных исследований, 2004. 248 с.

19. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по курсу "Электроснабжение промышленных предприятий". 2-е изд., испр. М.: Интермет Инжиниринг, 2005. 672 с.: ил.

20. Программа реформирования ЖКХ Кировской области на 2007-2010гг.

21. Некрасов С.А. Внутрирегиональное развитие и тарифы ЖКХ. // Электрика 2007г. №12.

22. Некрасов С.А. Влияние тарифов на экономическое развитие в регионах / Электрификация металлургических предприятий Сибири с. 333-339 М. 2007 " Издательский дом МЭИ.

23. Некрасов С.А. Тарифы ЖКХ и гиперурбанизация. / Международная " научно-техническая Конференция Энергетика 2008: Инновации, решения, перспективы. Казань 2008 г.

24. Грачев И., Ворожихин В., Некрасов С. Уголь в разрезе // Мировая энергетика 2008г. №11-12 (59)

25. Некрасов С.А. О необходимости вовлечения отечественного сектора производства малых энергомощностей для достижения целевых индикаторов Энергетической стратегии России. // Электрика 2009 г. № 7. С. 3-10.

26. Грачев И.Д., Некрасов С.А. Создание углехимических комплексовпуть улучшения теплоснабжения населения. // Уголь 2009 г. №10 1

27. Некрасов С. Влияние тарифов тепло и водоснабжения на развитие городов.//Промэнергетика. 2009. № 10. С. 5-11.

28. Грачев И.Д. Некрасов С.А. Некоторые аспекты энергснабжения малых населенных пунктов // Теплоэнергетика 2010 г. №4 стр. 45-48

29. Грачев И.Д. Некрасов С.А. О различных подходах к регулированию потребления энергии // Вестник МЭИ 2010. №1. С.122-126.

30. Алексеев А.И., Зубаревич Н.В. Кризис урбанизации и сельская местность в России // Миграция и урбанизация в СНГ и Балтии в 90-е годы. М.: Центр изучения проблем вынужденной миграции в СНГ, 1999. с. 91.

31. Байдаков C.JL, Гашо Е.Г., Анохин С.М. ЖКХ России, М., 2004.

32. Башмаков И.А. Способность и готовность населения оплачивать жилищно-коммунальные услуги, ж. «Вопросы экономики », 2004, №4.

33. Браде И., Нефедова Т.Г, Трейвиш А.И. Изменения в системе городов России в 1990-х годах // Известия РАН. Сер. географич. 1999. №4. С.64-74.

34. Бузырев В.В., Чекалин B.C. Экономика жилищной сферы: Учеб. пособие. -М.: ИНФРА-М, 2001 256 с. - (Серия «Высшее образование »),

35. Ворожихин В.В. «Проблемы и пути развития региональной энергетики России (на примере Московского региона)» Дисс. к.э.н. Москва 2006г.

36. Гашо Е.Г., Коваль А.В. Проблемы энергосбережения существующего жилищного фонда городов и систем коммунального теплоснабжения, ж. «Жилищное строительство », 2004, №6.

37. Жилищное хозяйство и бытовое обслуживание населения России. Росстат, М. 2004.

38. Зайончковская Ж.А. Демографическая ситуация и расселение. М., Наука, 1991.

39. Хайтун С.Д. Феномен негауссовости социальных явленийhttp://www.kudrinbi.ru/public/481/index.htm

40. Яблонский А.И., Модели и методы исследования науки 2001.400 с

41. Лаппо Г.М. География городов. М. 1997.

42. Модернизация экономики России: Итоги и перспективы в 2 кн. / Отв. Ред. Е.Г. Ясин Кн. 1 - М.ГУ ВШЭ , 2003. - 296 с.

43. Модернизация экономики России: Итоги и перспективы в 2 кн. / Отв. Ред. Е.Г. Ясин Кн. 2 - М.ГУ ВШЭ, 2003 - 220 с.

44. Оптимизация развития и функционирования автономных энергетических систем / А.М. Клер , Н.П. Деканова, Б.Г.Санеев, и др. Новосибирск: Наука,2001. - 144с

45. Отчет о НИР «Разработка методики и программного обеспечения для формирования региональных балансов ТЭР и их апробация в субъектах РФ» (лот №15 шифр работы: ТЭК-7-16) Этап1 Книга 2 Краснодарский край ИНЭИ РАН Москва 2007.

46. От холода к теплу. Политика в сфере теплоснабжения в странах с переходной экономикой. ОЭСР/МЭА, Париж, 2005.

47. Полян П.М., Вендина О.И., Карачурина Л.Б., Лаппо Г., Попов Р.А. СССР СНГ - Россия: география населения и социальная география. 1985-1996. Аналитико-библиографический обзор. 2001г. 600с.

48. Поросенков,Ю. В. Белова В.А. О проблеме депопуляции населения Воронежской области. Вестник Воронежского государственного технического университета. Сер.: География, геоэкология. 2003 . N 2. С. 55

49. Регулирование тарифов на электроэнергию и тепло. М.: «Книгасервис », 2003. 224 с. ‘

50. Стратегия социально-экономического развития Смоленской области 2007.

51. Суворов А.В. Доходы и потребление населения: макроэкономический анализ и прогнозирование. М.: МАКС Пресс. 2001.

52. Трейвиш А. И. Город, район, страна и мир: Россия глазами страноведа. «Новое издательство » 2007.

53. Урланис Б.Ц. Историческая демография Избранные труды М., Наука, 2007. С. 468.

54. Стенограмма внеочередного заседания Социально-консервативного клуба от 13 февраля 2007 года, http://www.cscp.ni/clauses/6/c/2554/

55. Энергетика России. Стратегия развития 2000-2020гг. (Научное обоснование энергетической политики) М., ГУ ИЭС Минэнерго России, 2003.

56. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года М.: ГУ ИЭС Минэнерго России, 2001. - 544 с.68. http://www.iea.org/papers/201 l/CHPRenewables.pdf

57. Закон о теплоснабжении Дании № 382 от 1990 г. ст. 6.1 п.4/ The Heat Supply Act

58. Climate Solution. WWF"s Vision for 2050. WWF International 2007.

59. Global Trends and Issues in the Financing of Renewable Energy and Energy Efficiency in OCED and Developing Countries. UNEP Global Trends in Sustainable Energy Investment 2007.

60. Global Wind Report. Global Wind Energy Council. 2007.

61. Opportunities for the Raid Development of Renewable Energy in Large

62. Energy Economies. 3rd Ministerial Meeting"of the Gleneagles Dialogue on Climate Change, Clean Energy and Sustainable Development. Berlin 2007. 7

63. Clean Coal Technologies in Japan. Technological Innovation in the Coal Industry. NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization. Japan 2008.

64. Электроэнергетика России 2030. Целевое видение. Под общей редакцией Вайнзихера / М. 2007.

65. Макаров А.А. Научно-технологические прогнозы развития энергетики России. // Академия энергетики 2009, №2. С.2-7.

66. Платонов В.В. Анализ задач развития электроэнергетики России и проблемы их реализации ИБРАЭ РАН 2009.

67. Energy Efficiency and Beyond. Toronto"s Sustainable Energy Plan. 2007.

68. Green Light to Clean power. Энергетическая Стратегия Лондона 2002.

69. Analysis of trends and Issues in the Financing of Renewable Energy and Energy Efficiency. UNEP Global Trends in Sustainable Energy Investment 2008.

70. Дубинин B.C. Лаврухин K.M. Комбинированная выработка тепловой и электрической энергии в котельных //Промэнергетика № 5, 2007. С. 3-982. http://www.wwindea.org/home/index.phpL

71. Renewables 2007 Global Status Report. Renewable Energy Policy Network for the 21st Century

72. Global Financial Energy Investment. European Renewable Energy Council "2007. .

73. Директива Европейского парламента и Совета 2004/8/ЕС от 11 февраля 2004 г. по обеспечению когенерации, основанной на обычной потребности в тепле на внутреннем энергетическом рынке и изменении Директивы 92/42/ЕЭС (OJ 2004 L 52/50).

74. Кудрин Б.И. О Государственном плане рыночной электрификации

75. России. М.: Изд^во Института народнохозяйственного прогнозирования РАН, 2005.205 с. ■ , ■

76. Кудрин Б.И. Техногенная самоорганизация. Для"технариев электрики и "философов (Материалы, к конференциям 2004 г.). Вып. 25. "Ценологические исследования". М.: Центр системных исследований, 2004. 248 с. 1

77. Филиппов С.П. Малая энергетика России // Теплоэнергетика №8 2:009стр. 38-44. .

78. Аметистов Е.В., Клименко А.В., Леонтьев А.И., Мильман О.О.,

79. Федоров В.А. Мильман О.О. Приоритетные, направления развития энергосберегающих технологий в жилищно-коммунальном хозяйстве России / М. МГТУ им. Баумана. 2004 г.

80. Фаворский О.Н. и др. Сравнительная эффективность использования газотурбинных и газопоршневых установок для нужд дополнительного резервирования собственных нужд АЭС // Теплоэнергетика №4 2009 с 38-43

81. Гуревич Ю.Е. Мамикоянц Л.Г. Шакарян Ю.Г. Проблемы обеспечения надежного электроснабжения потребителей от газотурбинных электростанций небольшой мощности. // Электричество. 2002. №2

82. Шабад М.А. Делительные защиты автоматика деления при авариях М. НТФ Энергопрогресс, Энергетик. 2006.

83. Семенов В.В. Автономная система электроснабжения на основе асинхронизированного синхронного генератора Диссертация на соискание ученой степени к.т.н.

84. Шакарян Ю. Г. Асинхронизированные синхронные машины. Варианты автономного генератора по схеме машины1 двойного питания с различными типами преобразователей частоты, http://www.elecab.ru/obzorl-l.htm

85. Лабунец1 И.А., Сокур П.В., Пинчук Н.Д. и др. Асинхронизированные турбогенераторы как средство повышения- устойчивости и регулирования напряжения в электрических сетях. Электрические станции, №8, 2004г.

86. Мещеряков В.А. Федянин В.Я. Инновационные технологии обеспечения энергией сельских потребителей, расположенных на юге Западной Сибири, // Теплоэнергетика №6 2009 г. с. 64-68.

87. Директор Л.Б. Научно-методические основы энергосбережения и энергоэффективности / М 2008. Дисс. на соискание д.т.н.

88. Лабунец И.А., Рутберг Ф.Г., Шакарян Ю.Г и др. О перспективных направлениях использования асинхронизированных генераторов в электроэнергетике. Известия Академии Наук. Энергетика, №1, 2008.

89. Ионин А. А., Хлыбов Б. М., Братенков В. Н., Терледкая Е. Н. «Теплоснабжение » Под редакцией А. А. Ионина. М., Стройиздат, 1982 г., 336 с.103.www.ntc-power.ru

90. Зайченко В.М., Цой А.Д., Штеренберг В.Я. Распределенное производство энергии. -М.: БуКос 2008 г.- 207 с.

91. Стенограмма Парламентских слушаний Комитета по энергетике ГД РФ "О совершенствовании нормативно-правовой базы теплоснабжения" 11.05.10 г. 14:00:00

92. ПО.Башмаков И.А. Анализ основных тенденций развития систем теплоснабжения в России и за рубежом. http://www.cenef.ru/file/Heat.pdf

93. Abedin А. Совместное производство теплоты и электроэнергии. // АВОК №1 2005г. стр.54-58.112.http://kremlin.ru/news/4507

94. Филиппов С.П. Развитие централизованного теплоснабжения в России // Теплоэнергетика №12 2009 стр. 1-14.

95. Developing Small-Scale Renewable Energy Projects in New Zealand. Отчет

96. Sinclair Knight Merz 2008 www.skmconsuiting.com

97. Лапицкий В.И. Организация и планирование энергетики. 2-е изд. М., «Высш. школа», 1975 488 стр.116.http://tonto.eia.doe.gov/

99. Методические рекомендации по оценке эффективности и разработке инвестиционных проектов и бизнес-планов в электроэнергетике./ утверждены Главэкспертизой России 26.05.1999 № 24-16-1/20-113. и приказом ОАО РАО «ЕЭС России » от 26.05.2008 № 155

100. Сценарные условия развития электроэнергетики РФ на 2009.2020 гг., М., 2008 г http://www.e-apbe.ru/5years/detail.php?ID=l 1325

101. Экологически чистые энергогенерирующие комплексы на базе газотурбинных надстроек водогрейных котлов РТС. Лапир М.А. ,Батенин

102. В.М., Масленников В.М., Цой А.Д. // Новости теплоснабжения. №1. 2002 с. 41-46.

103. Перспективы развития теплофикации в России Хоршев А.А., Макарова А.С. и др. // Академия энергетики. №2. 2011. С.32-38

104. Мелентьев Л.А. Очерки истории отечественной энергетики / М.: Наука, 1987. С. 278.127100 лет теплофикации и централизованному теплоснабжению в России. / М. Новости теплоснабжения 2003. С. 246.

105. Теория эволюции: наука или идеология? Труды XXV Любищевскихс"чтений. Вып. 7. "Ценологические исследования". Сост. и отв. рд. Б. И. Кудрин. Москва-Абакан: МОИП-Центр системных исследований, 1998. 318 с.

107. Кудрин Б. И. самодостаточность общей и прикладной ценологии /Техногенная самоорганизация и математический аппарат ценологических исследований/ вып. 28. М.: Центр системных исследований, 2005, с. 7 - 60.,

108. Гнатюк В. И. Моделирование и оптимизация в электроснабжении войск /Ценологические исследования/ вып. 4. М.: Центр системных исследований, 1977.-216 с.

109. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей. Изд. 6-Ое переработанное и доп. М. Наука, 1988, 488с.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания.
В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.

На правах рукописи

НЕКРАСОВ Сергей Александрович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ

ЖКХ ПУТЕМ ПЕРЕВОДА КОТЕЛЬНЫХ

ТЕПЛА И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Специальность: 05.14.01 – Энергетические системы и комплексы

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2011

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ» на кафедре Электроснабжения промышленных предприятий.

Научный руководитель : доктор технических наук, профессор Кудрин Борис Иванович

Официальные оппоненты : доктор технических наук, профессор Агабабов Владимир Сергеевич кандидат технических наук Салихов Азат Ахсанович

Ведущая организация : ОАО «ВНИПИэнергопром»

Защита состоится «15» декабря 2011 г. в 12:00 на заседании Диссертационного совета Д 212.157.14 при Московском энергетическом институте по адресу: 111250, Москва, ул. Красноказарменная, 17, ауд. Б-205.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ.

Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент Зверьков В.П.

Актуальность работы обусловлена необходимостью принятия неотложных мер повышения надежности и эффективности энергообеспечения экономики Российской Федерации. Энергоэффективность и энергосбережение входят в 5 стратегических направлений приоритетного технологического развития, обозначенных президентом России Д.А. Медведевым на первом заседании Комиссии по модернизации и технологическому развитию экономики России 18.06.2009 г. На энергоснабжение населения в Российской Федерации расходуется более 47 % тепловой и 23 % электрической энергии.

Характерной закономерностью последнего десятилетия является рост доли потребления тепловой энергии населением с 43,8 до 47,1 % на фоне практически неизменного суммарного потребления тепла в стране.

Расходы на теплоснабжение в структуре потребления энергии и топлива населением значительно выше в России, чем в других странах (Канада, страны Скандинавского полуострова) даже при условии аналогичного количества градусо-суток отопительного периода. Высокий сегодняшний уровень и дальнейший рост доли затрат населения на оплату ЖКХ требует перехода на технологические решения, позволяющие снизить себестоимость производства тепловой энергии, что определяет актуальность работы.

Комбинированная выработка электрической и тепловой энергии - это наиболее эффективный способ экономии топлива как в жилищнокоммунальном хозяйстве, так и в промышленности. Но в настоящее время в комбинированном режиме энергия производится практически только на паротурбинных теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) в крупных городах.

Значительная часть централизованного производства тепловой энергии (48,9 %) вырабатывается в котельных, которые не только не производят электроэнергию, но и являются ее крупными потребителями в сфере ЖКХ.

Доля тепла, производимая без выработки электроэнергии, составляет 63,4 % (с учетом децентрализованного теплоснабжения от непромышленных изолированных котельных мощностью менее 20 Гкал/ч и тепла, получаемого на индивидуальных теплогенераторах).

С другой стороны, развитие комбинированной выработки тепловой и электрической энергии при использовании существующей инфраструктуры котельных позволит наименее капиталоемким способом в значительной части обеспечить потребности экономики в росте электропотребления.

Объект исследования: теплоснабжение ЖКХ и населения, влияние тарифов на тепловую энергию на внутрирегиональное развитие;

технологические решения, обеспечивающие повышение эффективности и надежности теплоснабжения.

Предмет исследования : развитие выработки тепловой и электрической энергии в Российской Федерации, влияние системы тарифообразования на развитие населенных пунктов в пределах одного региона, перспективы снижения удельных расходов топлива на выработку электроэнергии за счет создания энергетических комплексов с комбинированной выработкой тепловой и электрической энергии на малых и средних котельных, позволяющих снизить стоимость энергоснабжения.

Целью работы является разработка типовых технологических решений, направленных на повышение надежности энергоснабжения и снижения удельных расходов топлива на производство энергии за счет перевода малых и средних котельных в режим комбинированной выработки тепловой и электрической энергии.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи :

1. Рассмотрены основные закономерности и прогноз производства и потребления тепловой и электрической энергии в Российской Федерации.

2. Определены тенденции в развитии энергоснабжения различных муниципальных образований, в том числе малых городов, поселков городского типа (ПГТ) и сельских поселений.

3. Проведен анализ экономических проблем регионального энергоснабжения и исследованы зависимости стоимости произведенной тепловой энергии от объема отпуска тепла энергоснабжающей организацией и закономерности в распределении величин тарифов.

4. Показаны причины нецелесообразности массового тиражирования в Российской Федерации капиталоемких технологий до реализации менее затратных проектов модернизации системы энергоснабжения ЖКХ, направленных на улучшение технико-экономических показателей работы предприятий, представляющих жилищно-коммунальные услуги (ЖКУ).

5. Обосновано, что перевод котельных в режим комбинированной выработки тепловой и электрической энергии на основе представленных технологических решений позволяет повысить надежность и эффективность энергоснабжения муниципальных образований и получить максимальный объем электроэнергии при круглогодичном использовании тепловой энергии.

6. Исследованы режимы работы надстроек котельных, позволяющие согласовывать электрические и тепловые нагрузки потребления.

7. Разработаны варианты увеличения производства электроэнергии на тепловом потреблении котельных: от производства электроэнергии для нужд теплоснабжения до обеспечения электропотребления муниципального образования.

Область исследования Диссертационная работа соответствует пунктам 1,3,5,6 паспорта специальности 05.14.01 - Энергетические системы и комплексы.

Информационная база исследования В работе использованы следующие материалы и сведения: материалы работы Экспертного совета при Комитете по энергетике Государственной Думы РФ, данные Региональных энергетических комиссий о тарифах на ЖКУ, научные источники, монографии, периодические издания, научные доклады, отчеты, экспертные оценки специалистов.

Методы исследования: системный и ситуационный анализ, метод экспертных оценок, методы математической статистики, балансовые исследования, микро- и макроэкономический анализ, прогнозирование.

1. Применен ценологический подход к анализу распределения величин тарифов на ЖКУ и выявлена закономерность повышения тарифа при уменьшении населенного пункта.

2. Показано, что потребители оплачивают ЖКУ в среднем по более высокому тарифу в населенных пунктах, где коммунальные службы были переданы с балансов ведомственных организаций на баланс муниципалитетов и стали специализированными теплосетями и водоканалами.

3. Определены положительные обратные связи между распределением тарифов и развитием населенных пунктов в пределах одного региона, показано, что тарифная система является одним из катализаторов депопуляции малых населенных пунктов и стимулирует развитие урбанизации. Показано, что возможно снизить влияние найденных негативных тенденций в результате перехода на новые принципы построения энергетических комплексов малых населенных пунктов на основе комбинированного производства тепла и электроэнергии.

4. Предложен новый подход к реализации надстроек котельных (одна электрогенерирующая установка на котельную), обеспечивающий резервирование за счет параллельной работы с сетью нескольких пространственно разделенных энергоблоков в пределах зоны действия понизительной подстанции напряжения 6-10 кВ, что позволяет рассматривать котельные как единую площадку для создания распределенной энергетики.

Практическая значимость На основе проведенных исследований показано, что существующая система тарифообразования формирует условия для роста миграции населения из малых поселений в крупные города за счет более высоких тарифов на ЖКУ, что требует оценки последствий и вмешательства государства.

Рассмотрены режимы работы надстроек котельных с полной утилизацией тепловой энергии и проведен сравнительный анализ экономической эффективности использования оборудования. Показано, что наиболее инвестиционно привлекательными проектами надстройки котельных являются газопоршневые агрегаты мощностью 1-1,3 МВт.

Переход к системе взаиморезервирования генераторами, установленными на нескольких котельных, работающими параллельно с сетью, позволит снизить удельные капитальные затраты при строительстве объектов распределенной генерации и повысит надежность энергоснабжения потребителей.

Предложен поэтапный план увеличения выработки электроэнергии на тепловом потреблении котельных: от производства электроэнергии для нужд теплоснабжения до обеспечения электропотребления муниципального образования.

Публикации и апробация результатов исследования Материалы работы в период 2007-2010 гг. представлены на международных конференциях и опубликованы в 16 работах, в том числе 3 в рекомендованных ВАК РФ научных журналах и изданиях по специальности 05.14.01 – Энергетические системы и комплексы.

Данные о структуре и объеме диссертации Общий объем работы 177 с. Структура работы включает введение, главы, заключение, список литературы из 132 наименований.

Основное содержание работы

Во введении дана общая характеристика диссертации: актуальность темы, цели, задачи, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе проведен анализ изменения фактического потребления тепловой и электрической энергии, рассмотрены прогнозы потребления тепла и электроэнергии, а также влияние существующих тенденций на экономические характеристики тепловых станций и перспективы развития ТЭЦ. Из рассмотренных материалов следует:

Тенденция преимущественного роста производства электроэнергии по отношению к теплу сохранится в будущем (рис. 1);

Более половины роста (58% для Московской области) потребления электроэнергии до 2030 г. будет происходить за счет жилищно-коммунального сектора;

Рис. 1. Динамика производства тепловой и электрической энергии в России 1990-2009 гг.

- отсутствуют предпосылки для суммарного роста потребления тепловой энергии;

В результате фиксированного объема выработки тепла и роста производства электроэнергии доля электроэнергии, произведенной в комбинированном режиме на ТЭЦ, будет уменьшаться, что будет вести к снижению экономичности и росту удельных расходов топлива на производство электроэнергии;

Доля горячего водоснабжения (ГВС) в структуре потребления тепла жилым фондом увеличится с 25 до 37 % к 2020 г., что создаст предпосылки для роста экономического эффекта от использования круглогодичной тепловой нагрузки при комбинированной выработке тепловой и электрической энергии, а также потребует корректировки подходов по управлению режимами работы существующих энергоисточников. Рост доли ГВС, с одной стороны, вызван ростом доли домов, обеспеченных ГВС, а с другой – лучшей теплоизоляцией и снижением тепловых потерь новых объектов.

Отсутствие роста теплового потребления при увеличении площади отапливаемых помещений обусловлено повышением эффективности использования тепловой энергии и делает маловероятным формирование зон теплоснабжения, необходимых для строительства ТЭЦ с суммарной присоединенной тепловой нагрузкой более 1000 Гкал/ч.

В результате роста электропотребления при неизменном потреблении тепла на действующих ТЭЦ происходит увеличение доли электроэнергии, произведенной в конденсационном режиме, что ведет к ухудшению удельных показателей существующей теплофикационной системы и росту стоимости энергии. Для оптимизации удельного расхода топлива и снижения издержек необходим новый подход, позволяющий в период жизненного цикла системы энергоснабжения (который в большинстве случаев превышает 50-70 лет), менять соотношение производства электрической и тепловой энергии.

Достигнуть гибкости при создании систем энергоснабжения значительно проще при использовании возможностей малой энергетики.

Объем централизованного производства тепловой энергии в Российской Федерации без выработки электроэнергии составляет более 650 млн. Гкал в год и является потенциальным рынком для перехода на комбинированную выработку тепловой и электрической энергии. Например, в Московском регионе в структуре производства тепловой энергии доля централизованного тепла, произведенного без выработки электроэнергии, превышает 50 % (рис. 2).

Во второй главе рассмотрены закономерности развития систем теплоснабжения, проведен анализ распределения величин тарифов на ЖКУ и влияния муниципальных систем жизнеобеспечения на социальноэкономическое развитие страны.

Для определения закономерностей в распределении величин тарифов на ЖКУ применена методология рангового ценологического анализа. В графическом виде ранговое распределение представляет собой ряд, где по оси абсцисс откладывается ранг объекта, по оси ординат - величина параметра.

Распределение описывается выражением:

где r – ранг объекта, А1 – коэффициент (производство тепловой энергии самой крупной энергоснабжающей организации (ЭСО)), – характеристический показатель.

В ходе исследования рассмотрено распределение организаций Краснодарского края, представляющих услуги теплоснабжения, водоснабжения и водоотведения, по величине тарифа и по объему предоставленных услуг (рис. 3). Характеристический показатель и величина достоверной аппроксимации R2 представлены в табл. 1.

Показатели параметрических распределений по величине тарифа и по объему предоставляемых услуг предприятий Краснодарского края, оказывающих ЖКУ Все организации, теплоснабжения Все организации Все организации На рис. 3 жирная линия показывает распределение теплосетей и водоканалов по объему представленной услуги. Для иллюстрации существующих закономерностей в формировании стоимости услуг на рис. нанесен второй ряд в виде пилообразной линии, пропорциональный величине тарифа в соответствующей организации, пунктирной линией изображен тренд изменения тарифа на ЖКУ с уменьшением объема предоставляемой услуги и соответственно населенного пункта. В крупных населенных пунктах, имеющих первые порядковые номера на рис. 3 и наиболее значительные объемы предоставляемых услуг, тарифы имеют значения ниже среднекраевых. С ростом порядкового номера, соответствующего уменьшению объема предоставляемой услуги и уменьшению населенного пункта, величины тарифов увеличиваются.

Из анализа величин тарифов 243 предприятий, оказывающих услуги теплоснабжения, 380 водопроводов и 182 организаций водоотведения в Краснодарском крае, можно сделать следующие выводы:

Объем реализованной тепловой энергии Гкал/год 1. Характер распределения величины тарифа не имеет связи с профилем деятельности коммунальных предприятий и характерен как для услуг теплоснабжения, так водоснабжения и водоотведения.

2. Отношение величины тарифов на различных предприятиях за одинаковую услугу в рамках одного климатического пояса и с относительно одинаковым уровнем экономического развития различается для теплосетей в раз, что соответствует отношению максимальных и минимальных ординат пилообразной линии на рис. 3, а с учетом ведомственных ЭСО – более чем в раз.

3. Величина тарифа никак не связана с величиной платежеспособности населения. Тариф в малых городах и сельских поселениях, как правило, выше среднекраевого, на что указывает тренд пунктирной линии на рис. 3. В Российской Федерации затраты на теплоснабжение в структуре энергообеспечения населения имеют наиболее высокую долю среди других стран. В связи с этим величина тарифа на услуги теплоснабжения определяет не только комфортность, но и доступность проживания в муниципальных образованиях.

4. Средний тариф на услуги, представляемые специализированными предприятиями, при сопоставимых объемах поставляемых услуг выше тарифов ведомственных предприятий.

распределением (1) и имеют более высокую величину достоверной аппроксимации R2 в распределении по величине тарифа, чем ведомственные предприятия.

Проверка полученных закономерностей и определение причин сложившейся ситуации проведена на примере ЖКХ Кировской области. Анализ состояния теплоснабжения Кировской области показал, что в системах теплоснабжения со снижением размера поселения происходит рост удельного расхода топлива; как правило, наблюдается снижение коэффициента загрузки оборудования. Увеличивается процент потерь и утечек, а также численность работающих на предприятиях теплоснабжения на тысячу жителей (табл. 2).

Указанные параметры входят в структуру себестоимости при определении тарифов. В итоге создаются условия для экономического обоснования высоких тарифов для населения, проживающего в небольших поселениях с более низкой платежеспособностью.

Ресурсная эффективность на предприятиях теплоснабжения Кировской области Удельный расход топлива, Численность работающих на 1 тыс. обслуживаемых При производстве любого товара или услуги в пределах населенного пункта с более высокими тарифами полные издержки производства при прочих равных условиях будут выше. Таким образом, товары и услуги, изготовленные в малых населенных пунктах, будут иметь более высокую себестоимость, проигрывая в конкурентной борьбе аналогичным товарам, изготовленным в крупных городах с более низкими тарифами на коммунальные услуги. Из теории динамических систем известно, что при таких условиях начальное состояние стремится перейти в новое состояние равновесия. В нашем случае состоянием равновесия является стагнация малых городов, поселков городского типа и сельских поселений.

На основании статистически обработанных данных, представленных во второй главе, автор пришел к заключению, что распределение стоимости ЖКУ создает условия для снижения качества жизни в малых городах и сельских поселениях, стимулирует перераспределение населения в крупные города. В результате расчета величины тарифа на основе величины издержек, существующая методика тарифообразования проводит к экономическому обоснованию различия тарифа более чем на порядок для территории с одинаковыми климатическими условиями и уровнем экономического развития.

Так как доходы населения, как правило, снижаются с уменьшением размера поселения, существующее тарифообразование на системном уровне создает механизм для возникновения обострения социального неравенства населения малых городов и сельских поселений по отношению к крупным городам.

В случае расчета тарифа на следующий отчетный период методом индексации текущего значения происходит не только сохранение сформировавшихся диспропорций, но и их рост по закону геометрической прогрессии. При этом текущее значение фактически является первым членом прогрессии, а регулируемый коэффициент индексации – знаменателем геометрической прогрессии.

На основе анализа деятельности систем жизнеобеспечения населенных пунктов Российской Федерации показано, что существующая сегодня система тарифообразования ЖКУ оказывает существенное влияние на долгосрочное развитие страны за счет перераспределения человеческих ресурсов из малых городов, поселков городского типа, сельских поселений в крупные мегаполисы.

Изменения сложившейся ситуации можно достичь в результате технологической модернизации, направленной на снижение издержек производства. Для теплоснабжения таким решением является комбинированное производство тепловой и электрической энергии на существующих котельных.

Из приведенного анализа следует, что отсутствуют механизмы совместного решения проблем, возникающих при развитии крупных энергетических комплексов и энергообеспечении на муниципальном уровне. В связи с этим в третьей главе рассмотрены основные закономерности построения энергоснабжения и повышения энергоэффективности в странах с сформировавшимися рыночными отношениями.

Например, в стратегии энергоснабжения Лондона в качестве основных направлений повышения эффективности снабжения энергией потребителей отмечено использование комбинированных циклов выработки тепловой и электрической энергии, внедрение централизованного отопления, снижение сетевых потерь на основе развития локальной генерации. При этом развитие сетей должно способствовать развитию распределенной энергетики и происходить с учетом потребностей локальных источников электроэнергии.

Темпы развития когенерации на протяжении более 30 лет превышают темпы роста внутреннего потребления энергии практически во всех развитых странах. При этом развиваются технические решения, обеспечивающие максимальное использование вырабатываемой тепловой энергии. Основным результатом развития распределенной энергетики в мире является снижение издержек на энергоснабжение и повышение эффективности использования энергетических ресурсов. Зона экономической эффективности для комбинированного производства тепла и электроэнергии смесилась до сотен киловатт. На уровне государственной политики происходит содействие развитию малых мощностей. Например, в Дании законодательно запрещено устанавливать системы теплоснабжения мощностью более 1 МВт без комбинированной выработки электроэнергии, в Нью-Йорке средняя мощность устанавливаемых когенерационных установок снизилась в 2000-2006 гг. с 2 до 0,3 МВт.

В программе развития энергетики штата Онтарио (Канада) указывается, что 100 000 энергоисточников мощностью по 5 кВт, установленных рядом с потребителем, на практике являются более надежными и эффективными, чем одна станция на 500 МВт. В программе указывается, что оптимальная тепловая мощность энергетических комплексов по комбинированному производству тепла и электроэнергии составляет 5 МВт. Верхняя граница лимитируется растущими издержками на строительство длинных сетей, нижняя возможностью повышения использования тепла за счет разнородной тепловой нагрузки несколькими различными потребителями. Отмечается, что за счет ввода в эксплуатацию мини-ТЭЦ достигается снижение нагрузки на распределительные электрические сети.

Одним из направлений программы предусматривается перевод в режим генерации электроэнергии в периоды пикового спроса аварийных газопоршневых агрегатов (ГПА) и дизель-генераторов для обеспечения резервного электроснабжения, установленных на коммерческих зданиях Онтарио и подключенных к местным распределительным сетям.

Перевод в режим когенерации существующих систем теплоснабжения происходил на протяжении длительного времени и в большинстве случаев уже завершен. В связи с этим прирост производства энергии обеспечивается в результате реализации решений более дорогих, чем перевод источников тепловой энергии в когенерационный режим. Одним из направлений стало развитие возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Рост ВИЭ в первую очередь начался в развитых странах, где потенциал перехода на комбинированную выработку тепловой и электрической энергии на мощностях в единицы мегаватт в значительной степени израсходован.

Прогнозируется, что доля инвестиций в возобновляемые источники энергии будет составлять 75-80 % от общих капиталовложений в мировую энергетику до 2030 г. и достигнет 450 млрд. долл. в год. Темп роста финансирования проектов ВИЭ превышает 50 % /год и составил в 2007 г.

148 млрд. долл. США. В Китае - более 100 %/год и 13 млрд. долл. США.

В 2007 г. было введено в эксплуатацию установок распределенной генерации на основе ВИЭ суммарной мощностью 31 ГВт, ввод новых мощностей увеличивается на 21 %/год. На увеличение ввода ВИЭ не оказал влияния экономический кризис. Объем ввода только ветровой энергетики увеличился с 20 до 31,2 ГВт/год в 2007-2009 гг. В 2009 г. США увеличили установленную мощность ветроэнергетики с 12 до 22 ГВт.

Развитие распределенной генерации выдвигает новые требования к распределительным сетям по созданию устойчивой активной системы для динамичной балансировки между приемом мощности от малых и нерегулярно работающих генераторов и обеспечением переменной нагрузки потребления.

Наблюдается повышенный интерес к разработке систем аккумулирования энергии.

В четвертой главе показано, что введение в Российской Федерации мер по стимулированию ВИЭ за счет других производителей энергии приведет к дополнительному росту стоимости электроэнергии, что не будет способствовать увеличению темпов роста экономического развития.

В условиях значительного производства тепловой энергии без выработки электроэнергии более перспективным является развитие объектов распределенной генерации (ОРГ), которые могут участвовать в регулировании нагрузки энергосистемы, являются менее капиталоемкими и при реализации которых используются отечественные технические решения.

Проведенный совокупный анализ по следующим параметрам:

Эффективности энергосберегающих технологий в ЖКХ;

Эффективности работы оборудования для комбинированной выработки тепловой и электрической энергии;

Капитальным затратам на установку единичной мощности;

Эксплуатационным расходам;

Доле заработной платы в стоимости произведенной электроэнергии;

Статистическим данным об объемах продаж электрогенерирующих установок в Российской Федерации, позволяет сделать вывод, что среди рассмотренных проектов по энергосбережению комбинированная выработка тепловой и электрической энергии имеет максимальную эффективность.

Проведение энергетических обследований ЖКХ указывает на более значимый вклад в повышение энергоэффективности от надстроек котельных электрогенерирующим оборудованием в сравнении с другими мероприятиями по энергосбережению (частотным регулированием электроприводов, системами управления отоплением зданий, восстановлением от отложений теплообменных поверхностей энергетического оборудования).

Удельные расходы топлива на производство энергии при комбинированном производстве тепловой и электрической энергии более чем в два раза меньше, чем на лучших газотурбинных (ГТУ) и паротурбинных установках и в 1,5 раза меньше, чем на самых современных парогазовых установках. Прирост потребления первичного топлива на котельных за счет установки ОРГ по комбинированному производству тепловой и электрической энергии с эффективностью до 80-85 % преобразуется в электрическую энергию.

На основе сравнения экономической эффективности показано, что при единичных электрических мощностях до 5 МВт среди различных технологических решений преимущества имеют ГПА.

В работе проведен сравнительный анализ эффективности проектов перевода котельных в режим комбинированного производства тепловой и электрической энергии на основе газопоршневых агрегатов мощности от 105 до 3385 кВт и показано, что наиболее инвестиционно привлекательными являются проекты по установке ГПА номинальной электрической мощностью 1000- кВт (рис. 4). В этих проектах полное возмещение капитальных затрат происходит в течение 4-4,5 лет, чистый дисконтированный доход на инвестиции в целом превышает объем общих капитальных вложений не менее чем в 2,4 раза, внутренняя норма доходности для инвестиций составляет 23- %, что существенно превышает максимальную расчетную ставку дисконтирования. При сравнении ГПА производства фирмы Caterpillar с отечественными аналогами, показано преимущество ГПА 6ГМГ (1300 кВт) производства ОАО «Коломенский завод».

Рис. 4. Удельные капитальные затраты мини-ТЭЦ в зависимости от мощности При установке надстроек котельных наименее капиталоемкой является выработка электроэнергии для собственных нужд системы теплоснабжения.

Мощность установки для производства электроэнергии собственных нужд подбирается для каждой котельной индивидуально и составляет 2-3,2 % от установленной тепловой мощности котельной (удельный расход электроэнергии при производстве тепла составляет от 23 до 37 кВтч/Гкал).

В работе рассмотрен поэтапный подход к вопросу увеличения производства тепловой и электрической энергии на существующем тепловом потреблении. Рассматривается увеличение доли электроэнергии, произведенной в комбинированном режиме - от производства электроэнергии для функционирования системы теплоснабжения до обеспечения электропотребления муниципального образования. Проведена оценка требуемой электрической мощности для реализации различных этапов с учетом того, что полученные значения будут варьироваться не только в регионах Российской Федерации, но и в разных муниципальных образованиях. Поэтому сделана оценка максимального и минимального значения для центрального региона России в условиях централизованного теплоснабжения городской застройки. В табл. 3 представлены оценки верхней и нижней границ электропотребления потребителями, расположенными в зоне действия котельной установленной мощности 100 МВт (86 Гкал/ч).

Оценки потребления электроэнергии в зоне действия котельной производительностью 100 МВТ (86 Гкал/ч) в центральном регионе России (МВт) Собственные нужды объектов теплоснабжения Собственные нужды инфраструктуры жизнеобеспечения муниципального образования (теплоснабжение, водоснабжение Система жизнеобеспечения и объекты, финансируемые из муниципального бюджета (объекты здравоохранения, Объекты, финансируемые из муниципального бюджета, и прочие муниципальные предприятия (муниципальная торговая Муниципальные объекты и жилой фонд Реализация электроэнергии на среднем напряжении для потребителей в зоне действия понизительной подстанции 110/10 КВ Более 14 * Выход на оптовый рынок электроэнергии в случае недостатка потребителей, подключенных к распределительным сетям * Недостаток электроэнергии, произведенной в комбинированном режиме при использовании теплового потребления котельной, для полного обеспечения потребности и необходимость получения электроэнергии из других источников.

Выполнение каждого этапа приводит к увеличению перечня объектов, энергоснабжение которых можно обеспечить за счет генерации на тепловом потреблении. При установке на котельной генерирующих мощностей, обеспечивающих собственное потребление котельной, для уменьшения капитальных затрат предлагается установка по одному генератору мощностью не менее собственного потребления котельной, что полностью обеспечит резервное электрообеспечение котельной. В случае тиражирования подобного решения на котельных в пределах зоны действия одной понизительной подстанции высокого напряжения будет сформирован энергетический комплекс, состоящий из нескольких пространственно разнесенных электрогенераторов, работающих параллельно с сетью. Резервирование обеспечивается сетью и генераторами, установленными на других котельных в пределах зоны энергоснабжения понизительной подстанции.

Когда надстройками по производству электроэнергии будет оборудована значительная доля котельных, регулирование производства электроэнергии будет производиться включением необходимого количества генераторов по графику, заданным системным оператором. Технологически оптимальная зона действия понизительной подстанции 110/10 кВ составляет 10-15 км.

Пространственно распределенные на котельных генераторы, находящиеся в одной зоне действия понизительной подстанции, обеспечивают большую надежность электроснабжения и меньшие потери в сетях по сравнению с вариантом размещения генераторов в одном месте.

При работе генераторов, расположенных на разных котельных, достигается получение целого ряда системных эффектов:

Более глубокое регулирование потребления электроэнергии за счет покрытия пиковых нагрузок энергосистемы по графику системного оператора;

- обеспечение работы каждого энергоблока в оптимальном режиме с минимальными удельными расходами топлива;

Возможность более эффективного согласования электрических и тепловых нагрузок, в том числе за счет установки аккумуляторов тепловой энергии;

Обеспечение резервирования энергоснабжения в аварийных ситуациях в местах расположения единичных энергоблоков.

В работе совместно рассмотрены сезонные и суточные, в отсутствие отопительной нагрузки, графики потребления тепловой энергии и рассчитаны мощности надстроек с условием полного использования тепла при различных режимах работы. Показано, что при отсутствии систем аккумулирования тепловой энергии максимальная мощность надстройки при работе в полупиковом режиме по электроэнергии будет составлять 13 % от тепловой мощности мини-ТЭЦ (котельной и надстройки) (рис. 5).

0, 0, Рис. 5. Суточный график потребления тепла при отсутствии отопительной нагрузки и работы надстройки котельной без аккумулирования тепловой энергии (часы, мощность потребления в % от номинальной тепловой мощности мини-ТЭЦ) (а) и годовое распределение производства тепла и электроэнергии (сутки, мощность в % от номинальной мощности мини-ТЭЦ) (б) Частичное производство тепловой энергии для обеспечения ГВС в неотопительный период будет производиться в режиме, близком к полупиковому, при этом около 35 % тепла будет вырабатывать оборудование котельной. В отопительный период полезное использование тепла будет обеспечено при работе в базовом режиме. Так как при работе поршневых двигателей тепловая энергия генерируется в контуре охлаждающей жидкости, в контуре масла и потоком продуктов сгорания, утилизация тепловой энергии ГПА может быть осуществлена в виде подогрева обратной сетевой воды котельной в отдельном водогрейном котле-утилизаторе.

Оценка суммарной мощности надстроек котельных без систем аккумулирования тепловой энергии для Московской области показывает, что требуется ввод мощностей в объеме 1500 МВт в рамках выполнения 3-5 этапов (табл. 3) для обеспечения потребителей электроэнергией в комбинированном режиме.

При переводе половины котельных Российской Федерации в комбинированный режим производства тепловой и электрической энергии с круглогодичным использованием тепловой энергии (за счет надстройки котельных в пределах потребления ГВС) можно обеспечить выработку электроэнергии не менее 120 млрд. кВтч в год.

Удельные расходы топлива при производстве электроэнергии на ГПА при полной утилизации тепла не превышают 160 г у.т./кВтч и значительно ниже среднего расхода на ТЭС (333 г у.т./кВтч). Перевод котельных в режим комбинированной выработки в указанных объемах позволит снизить потребление топлива до 20 млн. т у.т. в год.

Это даст возможность уменьшить стоимость услуг по теплоснабжению в первую очередь малых городов, поселков городского типа и сельских поселений, что должно устранить одну из причин, вызывающих обезлюдивание 95 % территорий Российской Федерации и гиперурбанизацию.

В заключении сформулированы основные выводы диссертационной работы:

1. В результате применения ценологического подхода к анализу распределения величин тарифов на ЖКУ показана закономерность повышения тарифа с уменьшением населенного пункта. Показан ряд положительных обратных связей между распределением тарифов и развитием населенных пунктов в пределах одного региона. Наряду с другими причинами существующая тарифная система является катализатором депопуляции малых населенных пунктов и стимулирует развитие гиперурбанизации.

2. Реализация проектов по комбинированному производству тепловой и электрической энергии на уже существующих котельных является эффективным решением по повышению надежности энергоснабжения, ведет к снижению издержек и имеет максимальную эффективность среди проектов по энергосбережению в ЖКХ. В работе рассмотрен поэтапный подход к вопросу увеличения комбинированного производства тепловой и электрической энергии на существующем тепловом потреблении от производства электроэнергии для нужд теплоснабжения до обеспечения электропотребления муниципального образования.

3. На основе сравнительного анализа эффективности проектов перевода котельных в режим комбинированного производства тепловой и электрической показано, что наиболее инвестиционно привлекательными проектами с установленной мощностью менее 5 МВт являются газопоршневые агрегаты мощностью 1-1,3 МВт.

4. Энергоблоки на котельных целесообразно объединять в локальную сеть, работающую параллельно с энергосистемой и позволяющую увеличить надежность энергоснабжения. При этом в пределах зоны действия понизительной подстанции обеспечивается работа пространственно разделенных энергоблоков.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Некрасов С. А. Влияние тарифов тепло и водоснабжения на развитие городов. // Промышленная энергетика. 2009. №10. С. 5-11.

2. Грачев И.Д. Некрасов С.А. Некоторые аспекты энергоснабжения малых населенных пунктов // Теплоэнергетика. 2010. №4. С. 45-48.

3. Грачев И.Д. Некрасов С.А. О различных подходах к регулированию потребления энергии // Вестник МЭИ. 2010. №1. С. 122-126.

4. Некрасов С.А. О повышении энергоэффективности Российской экономики // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2011. №3.

5. Грачев И.Д., Некрасов С.А. Создание углехимических комплексов – путь улучшения теплоснабжения населения // Уголь. 2009. №10. С. 58-64.

6. Некрасов С.А. Внутрирегиональное развитие и тарифы ЖКХ. // Электрика.

2007. №12. С. 3-8.

7. Некрасов С.А. Влияние тарифов на экономическое развитие в регионах / Электрификация металлургических предприятий Сибири. С. 333-339. М.:

Издательский дом МЭИ, 2007.

8. Грачев И. Д., Некрасов С.А., Лазутов М.Г. Создание энерготехнологических комплексов и энергоснабжение населения / Сборник научных докладов II Международной конференции «Человек и природа. Проблемы экологии Юга России». Краснодар. 2008. С. 17-24.

9. Некрасов С.А. Потребителю об энергетической стратегии России // Электрика. 2008. №12. С. 3-8.

10. Некрасов С.А. Тарифы ЖКХ и гиперурбанизация. / Международная научно-техническая конференция «Энергетика – 2008: Инновации, решения, перспективы». Казань 2008. С. 115-121.

11. Некрасов С.А. О необходимости вовлечения отечественного сектора производства малых энергомощностей для достижения целевых индикаторов Энергетической стратегии России // Электрика. 2009. № 7. С. 3-10.

12. Грачев И., Ворожихин В., Некрасов С. Уголь и прибыль // Мировая энергетика. 2008. № 11-12 (59). С. 8-11.

энерготехнологических комплексов // Мировая энергетика. № 02 (61). 2009.

14. Некрасов С.А. Значение отечественного производства малых энергомощностей для реализации ЭС 2020 / Сборник трудов Международной научно-технической конференции "Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии", г. Тольятти, 12-15 мая 2009. ч. 2. С. 215-221.

15. Некрасов С.А. О методах управления электроемкостью отечественной экономики / Трансдисциплинарный научный информационно-аналитический ежегодник «Общая и прикладная ценология». М.: 2010. С. 115-121.

16. Некрасов С.А. К вопросу выбора пути и эффективности различных вариантов развития энергетики Российской Федерации // Электрика. 2010.

№12. С. 10-15.

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ЖКХ

ПУТЕМ ПЕРЕВОДА КОТЕЛЬНЫХ

В РЕЖИМ КОМБИНИРОВАННОЙ ВЫРАБОТКИ

ТЕПЛА И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Похожие работы:

«КРАСНОКУЦКИЙ Иван Николаевич РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА И СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМАМИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ Специальность 05.14.02 - Электрические станции и электроэнергетические системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук ОМСК 2011 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Омский государственный технический университет. Научный руководитель: Доктор технических наук, профессор Горюнов Владимир...»

«Логинов Дмитрий Александрович АВТОТЕРМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА УГЛЯ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ С КОМБИНИРОВАННЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ 05.14.04 – Промышленная теплоэнергетика Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Красноярск – 2012 Работа выполнена в ООО Энерготехнологическая компания Сибтермо Научный руководитель: Доктор технических наук Исламов Сергей Романович Официальные оппоненты: Дубровский Виталий Алексеевич, доктор технических наук,...»

«Дубинин Владимир Сергеевич СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ В ГАЗИФИЦИРОВАННЫХ РЕГИОНАХ РОССИИ НА БАЗЕ ПОРШНЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Специальность 05.14.01 - Энергетические системы и комплексы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2013 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Национальный исследовательский университет МЭИ на кафедре Тепловых электрических станций. Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Национального...»

«БЕЛОКОНОВА НАДЕЖДА АНАТОЛЬЕВНА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОЛОГИИ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ПОДГОТОВКИ ВОДЫ НА ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ 05.14.14 – Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Екатеринбург – 2009 Работа выполнена в ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина и в химической...»

«Гирке Наталья Александровна Особенности поведения 14C и 3H, образующихся в реакторном графите, и возможные меры обращения с ним 05.14.03 – Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Автор: Москва 2013 Работа выполнена в Национальном исследовательском ядерном университете МИФИ. Научный руководитель: Бушуев Анатолий Васильевич, доктор...»

«_ Гусев Александр Сергеевич КОНЦЕПЦИЯ И СРЕДСТВА ВСЕРЕЖИМНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В РЕЛЬНОМ ВРЕМЕНИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Специальность 05.14.02 - Электростанции и электроэнергетические системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Томск – 2008 Работа выполнена в Томском политехническом университете Научный консультант: Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Ушаков Василий Яковлевич Официальные...»

«УДК 621.311.48:631.11(575.151). ХАМИТОВ ТЕМУР ГАЙБУЛЛАЕВИЧ КОМБИНИРОВАННЫЕ ЭНЕРГОУСТАНОВКИ НА БАЗЕ МИКРОГЭС И СОЛНЕЧНОЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ 05.14.08 – Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук ТАШКЕНТ – 2011 Работа выполнена в Ташкентском государственном...»

«Хасянов Сергей Владимирович ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОГРАНИЧЕНИЙ СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ УРОВНЯ ВОДЫ В ВОДОХРАНИЛИЩЕ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ БЕЗОПАСНОСТЬ ГТС, НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ГЭС Специальность 05.14.08 Энергоустановки на основе возобновляемых источников энергии АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2013 2 Работа выполнена на кафедре нетрадиционных и возобновляемых источников энергии Федерального государственного бюджетного...»

«Боярская Наталия Петровна СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ КОМПЕНСАЦИИ ВЫСШИХ ГАРМОНИК В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 0.4 – 10 кВ Специальность: 05.14.02 - Электрические станции и электроэнергетические системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Красноярск 2011 2 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Красноярский государственный аграрный университет и ФГАОУ ВПО Сибирский федеральный университет Научный руководитель доктор технических наук, профессор Довгун...»

«ХОАНГ ХАК ХОАНГ ИССЛЕДОВАНИЕ СЛОЖНОГО ТЕПЛООБМЕНА В ТРУБАХ ФИЛЬДА И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ СХЕМЕ СТЕКЛОВАРЕННОЙ УСТАНОВКИ Специальность 05.14.04 – Промышленная теплоэнергетика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2010 2 Работа выполнена на кафедре Тепломассообменных процессов и установок Московского энергетического института (технического университета). Научный руководитель: доктор технических наук, профессор...»

«Сафронов Антон Валерьевич ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА СОГЛАСОВАНИЯ БАЛАНСОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНФОРМАЦИОННО – ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЭЦ Специальность 05.14.14 – Тепловые электрические станции, их системы и агрегаты АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск – 2013 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального...»

«Митяков Андрей Владимирович ГРАДИЕНТНАЯ ТЕПЛОМЕТРИЯ В ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ Специальность 05.14.04 – Промышленная теплоэнергетика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Санкт-Петербург – 2009 Работа выполнена на кафедре Теоретические основы теплотехники государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Научный консультант: доктор...»

«ГРИГОРЬЕВ Константин Анатольевич РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ, ПОВЫШАЮЩИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ВИХРЕВОГО СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА Специальность 05.14.14 – Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Санкт-Петербург – 2011 Работа выполнена на кафедре Реакторо- и парогенераторостроение в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального...»

«МОКЕЕВ Алексей Владимирович МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ В ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВАХ ЭНЕРГОСИСТЕМ РАЗЛИЧНОГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ Специальность 05. 14. 02 – Электрические станции и электроэнергетические системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Санкт-Петербург – 2011 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования “Санкт-Петербургский государственный...»

«Степанов Илья Михайлович ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ И РАЗРАБОТКА МЕР ПО СНИЖЕНИЮ ИХ ИНТЕНСИВНОСТИ Специальность 05.14.12 – Техника высоких напряжений АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск - 2009 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет Научный руководитель: доктор...»

«ДМИТРИЕВ Владимир Зиновьевич СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ Специальность 05.14.04 – Промышленная теплоэнергетика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук КРАСНОЯРСК – 2013 Работа выполнена на кафедре Теплоэнергетика ФГБОУ ВПО Омский государственный университет путей сообщения Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Лебедев Виталий Матвеевич Официальные оппоненты: Липовка Юрий Львович, доктор технических наук,...»

«ХАГЛЕЕВ Павел Евгеньевич ОБОСНОВАНИЕ ЗИМНЕГО НАМЫВА ДРЕНИРОВАННЫХ ШЛАКООТВАЛОВ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ 05.14.01 – энергетические системы и комплексы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Красноярск – 2012 Работа выполнена на кафедре Теплотехники и гидрогазодинамики ФГАОУ ВПО Сибирский федеральный университет Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Кулагина Татьяна Анатольевна Официальные оппоненты: Журавлев Валентин...»

«АНИСИН Андрей Александрович ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПУЧКОВ ГЛАДКИХ ТРУБ И ПРОФИЛИРОВАННЫХ КАНАЛОВ ДЛЯ ГАЗО-ЖИДКОСТНЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК Специальность 05.14.04 – Промышленная теплоэнергетика Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ – 2009 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный...»

«МИТИНА ИРИНА ВАЛЕРЬЕВНА ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ С ВАКУУМИРОВАННЫМИ СТЕКЛОПАКЕТАМИ Специальность 05.14.08 – энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – Работа...»

«ДОРОНИН АЛЕКСАНДР ВИКТОРОВИЧ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ В ОБМОТКЕ СТАТОРА ГЕНЕРАТОРА, РАБОТАЮЩЕГО В БЛОКЕ С РЕАКТИРОВАННОЙ ОТПАЙКОЙ Специальность 05.14.02 – Электрические станции и электроэнергетические системы Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Томск – 2013 2 Работа выполнена на кафедре Электроэнергетические системы Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального...»

Приказ Министерства энергетики РФ от 10 августа 2012 г. N 377
"О порядке определения нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии, теплоносителя, нормативов удельного расхода топлива при производстве тепловой энергии, нормативов запасов топлива на источниках тепловой энергии (за исключением источников тепловой энергии, функционирующих в режиме комбинированной выработки электрической и тепловой энергии), в том числе в целях государственного регулирования цен (тарифов) в сфере теплоснабжения"

С изменениями и дополнениями от:

Таблица 1

Вид топлива	Способ доставки топлива	Объем запаса топлива, сут.
	железнодорожный транспорт
	автотранспорт
	железнодорожный транспорт
	автотранспорт

21. Для расчета размера НЭЗТ принимается плановый среднесуточный расход топлива трех наиболее холодных месяцев отопительного периода и количество суток:

по твердому топливу - 45 суток;

по жидкому топливу - 30 суток.

Расчет производится по формуле 2.2.

(тыс. т), (2.2)

где - среднее значение отпуска тепловой энергии в тепловую сеть (выработка котельными) в течение трех наиболее холодных месяцев, Гкал/сут.;

Расчетный норматив средневзвешенного удельного расхода топлива на отпущенную тепловую энергию по трем наиболее холодным месяцам, т.у.т./Гкал;

Т - количество суток, сут.

22. Для организаций, эксплуатирующих отопительные (производственно-отопительные) котельные на газовом топливе с резервным топливом, в состав НЭЗТ дополнительно включается количество резервного топлива, необходимое для замещения газового топлива в периоды сокращения его подачи газоснабжающими организациями.

Значение определяется по данным об ограничении подачи газа газоснабжающими организациями в период похолоданий, установленном на текущий год.

С учетом отклонений фактических данных по ограничениям от сообщавшихся газоснабжающими организациями за текущий и два предшествующих года значение может быть увеличено по их среднему значению, но не более чем на 25%.

(тыс.т), (2.3)

где - количество суток, в течение которых снижается подача газа;

Доля суточного расхода топлива, подлежащего замещению;

Коэффициент отклонения фактических показателей снижения подачи газа;

Соотношение теплотворной способности резервного топлива и газа.

23. НЭЗТ для организаций, топливо для которых завозится сезонно (до начала отопительного сезона), определяется по общему плановому расходу топлива на весь отопительный период по общей его длительности.

Расчет производится по формуле 2.4.

(тыс. т), (2.4)

где - среднесуточное значение отпуска тепловой энергии в тепловую сеть в течение отопительного периода, Гкал/сут.;

Средневзвешенный норматив удельного расхода топлива, за отопительный период, т.у.т./Гкал;

T - длительность отопительного периода, сут.

ННЗТ для организаций, топливо для которых завозится сезонно, не рассчитывается.

24. Основные исходные данные и результаты расчетов нормативов создания запасов топлива рекомендуется оформлять согласно приложению N 1 к настоящему Порядку.

25. По организациям, у которых производство и передача тепловой энергии не является основными видами деятельности, в состав ОНЗТ включаются:

ННЗТ, рассчитываемый по общей присоединенной к источнику тепловой нагрузке;

НЭЗТ, определяемый по присоединенной тепловой нагрузке внешних потребителей тепловой энергии.

26. Расчеты нормативов создания OHЗT отопительных (производственно-отопительных) котельных рекомендуется оформлять по форме согласно приложению N 2 к настоящему Порядку.

слово "Инструкция" в соответствующем падеже заменить словом "порядок" в соответствующем падеже;

в пункте 3 после слов "на одну гигакалорию (кг у.т./Гкал)" дополнить словами "с дифференциацией по месяцам";

д) в приложениях N 1-14 к Инструкции:

в нумерационных заголовках слова "к Инструкции по организации в Минэнерго России работы по расчету и обоснованию нормативов удельного расхода топлива на отпущенную электрическую и тепловую энергию от тепловых и электрических станций и котельных" заменить словами "к порядку определения нормативов удельного расхода топлива при производстве электрической и тепловой энергии";

:

"Порядок определения нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии, теплоносителя";

абзацы первый и второй пункта 1 изложить в следующей редакции:

"1. Нормативы технологических потерь при передаче тепловой энергии, теплоносителя (далее - нормативы технологических потерь) определяются для каждой организации, эксплуатирующей тепловые сети для передачи тепловой энергии, теплоносителя потребителям (далее - теплосетевая организация). Определение нормативов технологических потерь осуществляется выполнением расчетов нормативов для тепловой сети каждой системы теплоснабжения независимо от присоединенной к ней расчетной часовой тепловой нагрузки.

Нормативы технологических потерь при передаче тепловой энергии, теплоносителя по тепловым сетям организаций, для которых передача тепловой энергии не является основным видом деятельности (далее - предприятия), оказывающим услуги по передаче тепловой энергии сторонним потребителям, подключенным к тепловым сетям предприятия, утверждаются в части, относящейся к сторонним потребителям. При этом технологические потери при передаче тепловой энергии для собственного потребления предприятия из указанных нормативов исключаются.";

Смежным с рынком электроэнергии, а также в определенной степени с рынками мощности и системных услуг, является рынок централизованно произведенного тепла. На этом рынке работают 485 ТЭЦ и около 6,5 тыс. котельных мощностью более 20 Гкал/ч, вырабатывающие примерно 1430 млн. Гкал тепла в год.

Товарами на этом рынке являются тепловая энергия (в виде пара и горячей воды) и мощность. Специфические особенности тепловой энергии как товара:

• тепловую энергию чаще всего экономически нецелесообразно накапливать и хранить, что требует наличия достаточных резервных мощностей и координации работы всех участников рынков тепловой энергии;
• качество тепловой энергии характеризуется параметрами (температурой и давлением) теплоносителя, с помощью которого она передается;
• тепловая энергия - товар высокой социальной значимости, поскольку в стоимости коммунальных услуг населению в странах с холодным климатом доля затрат на покупку тепла составляет более половины.

Системы централизованного теплоснабжения обеспечивают около 75 % всех потребителей тепла в России, включая сельские населенные пункты. Особенность централизованного производства тепловой энергии в том, что поддержание режимов работы и соответственно качества тепловой энергии возможно только за счет регулирования работы всей системы - источников тепла, тепловых сетей и потребителей. Исключение потребителей из системы регулирования делает невозможным обеспечение качества тепловой энергии.

Около 35 % потребности в тепловой энергии обеспечивают теплофикационные системы, т.е. системы, в которых источниками тепла служат ТЭЦ различной мощности. Комбинированная выработка электрической и тепловой энергии создает существенные экономические преимущества в производстве тепла по сравнению с котельными. В связи с этим, несмотря на экологические проблемы, ТЭЦ, как правило, строятся в черте города, поскольку достигаемая от комбинированной выработки экономия топлива и затрат превалирует над всеми экологическими последствиями. Крупные теплофикационные системы на базе ТЭЦ общего пользования построены и функционируют в основном в городах с расчетной тепловой нагрузкой более 500 Гкал/ч (это всего 3 % городов).

Рынки тепловой энергии из-за значительных потерь и дороговизны транспорта тепла локальны, и излишек мощности теплоисточника на данном локальном рынке не может быть без значительных инвестиций использован для производства и поставки тепла на другой локальный рынок.

Рынки электрической и тепловой энергии тесно связаны между собой:

по субъектному составу - прежде всего через генерирующие компании, имеющие в своем составе ТЭЦ, осуществляющие комбинированную выработку электрической и тепловой энергии. На долю ТЭЦ приходится примерно 1/3 всего производства тепла в стране, при этом из 710 млн. Гкал, вырабатываемых ими, на долю комбинированной выработки приходится примерно 550 млн. Гкал;

по объемам производства тепла и электроэнергии на ТЭЦ. Большая часть тепловой энергии вырабатывается за счет энергии конденсации пара, предварительно отработанного в паровой турбине, либо охлаждения газов, первоначально совершивших работу в газовой турбине, поэтому на большинстве ТЭЦ имеется жесткая взаимосвязь минимально необходимой генерации электроэнергии при разных объемах потребления тепла. То есть в зависимости от погоды и паровой нагрузки промышленных предприятий, ТЭЦ вынуждена поставлять на рынок какое-то количество электрической энергии независимо от прибыльности либо убыточности этих поставок. Вышесказанное относится в основном к периодам низких температур наружного воздуха, близких к минимальной расчетной температуре, поскольку в этот период в максимальной степени загружены все тепловые мощности. В более теплую погоду на ТЭЦ есть возможность для внутреннего технического маневра - переключения части тепловых нагрузок с энергетических блоков на свободные пиковые водогрейные котлы с большей разгрузкой ТЭЦ по электрической мощности.

Ситуация на рынке электроэнергии может потребовать снижения выработки электроэнергии на ТЭЦ в периоды минимальной электрической нагрузки и перевода тепловой нагрузки на пиковые водогрейные котлы, что существенно влияет на стоимость производства тепла;

по влиянию режимов работы систем теплоснабжения на эффективность работы ТЭЦ на рынке электроэнергии. Температура обратной сетевой воды также влияет на все режимы работы ТЭЦ. Ее снижение за счет более полного использования энергии теплоносителя у потребителей уменьшает потребный расход сетевой воды с соответствующим уменьшением расхода электроэнергии на перекачку. Также повышается общая эффективность теплового цикла ТЭЦ и увеличивается выработка электроэнергии на тепловом потреблении. Неквалифицированное регулирование систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения у потребителей, самовольная установка дополнительных потребительских установок приводят к увеличению расхода теплоносителя, повышению температуры обратной сетевой воды, что разрегулирует работу всей системы теплоснабжения, нарушает режим работы и ухудшает качество тепла для других потребителей, увеличивает потребность в теплоносителе и вызывает дополнительные затраты на источнике тепла для выработки и прогонки по всей системе теплоснабжения дополнительных объемов теплоносителя;

по влиянию режимов работы систем теплоснабжения в периоды низких температур на объемы потребления электроэнергии, а также на объем резерва электрической мощности . Широко применяется верхняя «срезка» температурного графика - ограничение роста температуры сетевой воды при низких температурах наружного воздуха предельным значением, которое ниже значений, оговоренных в технических условиях на подключение потребителей. Раньше эти ограничения оправдывались неплатежами потребителей и отсутствием топлива, теперь ограниченными возможностями оборудования и опасностью разложения пенополиуретана - широко применяемой в последние годы изоляции трубопроводов тепловых сетей. Недогрев сетевой воды вынужденно компенсируется увеличением ее расхода, но пропускная способность трубопроводов не всегда позволяет обеспечить качество теплоснабжения всех потребителей. В первую очередь нарушаются режимы теплоснабжения потребителей, наиболее удаленных от ТЭЦ, и они вынужденно компенсируют недогрев включением газовых плит и электронагревателей. Для энергосистем, расположенных в европейской части страны, похолодание на 1 °С приводит к увеличению потребления электрической мощности примерно на 0,6 %. Такая взаимосвязь требует наличия значительных резервных электрических мощностей, используемых только в периоды зимних максимумов;

по влиянию дефицита мощности на рынке электроэнергии на режим работы источников тепла. Возможны ситуации нехватки генерирующих мощностей в периоды максимального электропотребления и переключения части тепловой нагрузки на пиковые водогрейные котлы на ТЭЦ, что позволяет уменьшить теплофикационные отборы и за счет срабатывания пара в цилиндрах низкого давления паровых турбин увеличить выработку электроэнергии. Эффективность использования топлива при этом значительно снижается, но такой маневр на короткий период может быть экономически оправдан;

по взаимному влиянию надежности работы систем электро- и теплоснабжения. Использование электроэнергии на догрев помещений многократно возрастает при крупных авариях в системах теплоснабжения. Длительное прекращение теплоснабжения может привести к отключению и электроснабжения из-за перегрузки кабельных линий и подстанций. В свою очередь, прекращение электроснабжения приводит к отключению насосов, автоматики и соответственно нарушениям режимов теплоснабжения. То есть с точки зрения надежности системы топливо-, тепло- и электроснабжение взаимозависимы и должны рассматриваться совместно;

по стоимости электрической и тепловой энергии на ТЭЦ. На ТЭЦ происходит совместное производство электрической и тепловой энергии, поэтому затраты могут быть разнесены между ними достаточно произвольно. Так, в 1970-х гг. был изменен способ разнесения затрат таким образом, что весь эффект от экономии затрат при комбинированной выработке электрической и тепловой энергии относился на электрическую энергию. В течение 90-х гг. методические подходы к регулированию тарифов на тепловую и электроэнергию на ТЭЦ пересмотрены. В результате часть эффекта от экономии затрат при комбинированной выработке электрической и тепловой энергии стала относиться на тепловую энергию.

На рис. 6.5.1 (прямая 1 ) изображен график Гинтера, характеризующий возможность разного разнесения затрат на топливо между тепловой (по оси абсцисс) и электрической (по оси ординат) энергией при их совместной выработке на ТЭЦ, а также идентичный график по соотношению себестоимости на выработку тепловой и электрической энергии. В зависимости от метода разнесения затрат может быть выбрана любая произвольная точка на прямой 1 .

Рис. 6.5.1. Отношение себестоимости производства электрической и тепловой С т. э энергии в режиме комбинированной выработки при разных объемах поставки тепла

Отключение части тепловых потребителей увеличивает себестоимость комбинированной выработки и уменьшает наклон графика (прямая 3 на рис. 6.5.1). Подключение новых тепловых потребителей или возврат отключившихся снижают общую себестоимость и увеличивают наклон графика (прямая 2 на рис.6.5.1).

При правильно построенной работе с клиентами энергетическая компания, владеющая ТЭЦ, может определить тот уровень снижения цены на тепло, при котором возможно подключение новых потребителей либо увеличение отпуска тепла существующим потребителями, что обеспечит снижение себестоимости производства электрической и тепловой энергии и повысит конкурентоспособность ТЭЦ на рынке тепла и на рынке электроэнергии;

по развитию источников электрической и тепловой энергии. Электропотребление в России растет гораздо более быстрыми темпами, чем теплопотребление. Для многих крупных городов с развитой теплофикацией актуальной становится задача увеличения выработки электроэнергии на стабильном тепловом потреблении. В газифицированных районах это лучше всего обеспечивается за счет применения парогазовых циклов путем реконструкции существующих блоков и строительства замещающих мощностей. Приоритетной является работа ТЭЦ по тепловому графику, так как самая современная парогазовая ТЭЦ в конденсационном режиме работы имеет меньший коэффициент использования топлива, чем газотурбинная или паротурбинная ТЭЦ, полностью загруженная по теплу. Наличие в России большого количества крупных и средних котельных определяет значительные перспективы строительства на их основе новых ТЭЦ. Такое направление развития электроэнергетики соответствует как задачам экономической эффективности, так и стратегическим задачам снижения расходов органического топлива и уменьшения вредного влияния на окружающую среду. Существенная взаимосвязь и взаимозависимость рынков электрической и тепловой энергии через совместную выработку электрической и тепловой энергии усложняют задачу построения системы отношений на рынке тепла. Отношения должны быть организованы таким образом, чтобы оба рынка функционировали эффективно и подавали адекватные ценовые сигналы как в текущем режиме, так и в перспективе.

Особенности рынков тепловой энергии в России

Рынки тепловой энергии в России характеризуются рядом особенностей, усложняющих их взаимодействие с рынками электроэнергии.

Технические особенности

Отсутствие конкуренции между производителями тепловой энергии. В России существует немного городов, где за счет значительных инвестиций в систему теплоснабжения (прежде всего в строительство сетей и установку тепловых пунктов с теплообменниками) возможна организация конкуренции между производителями тепловой энергии в оперативном режиме. В подавляющем большинстве случаев они работают на свою локальную сеть, которая может быть соединена с другой локальной сетью с помощью аварийных перемычек. Существует всего несколько десятков систем, где на одну тепловую сеть работают несколько производителей - чаще всего это одна или две ТЭЦ и несколько котельных. Однако нет ни одного города, где в ближайшей перспективе система технологически и организационно могла бы быть подготовлена к организации конкуренции между источниками тепла. Соответственно условия для конкуренции между производителями тепловой энергии практически отсутствуют, и работа любого производителя жестко завязана на режим работы потребителей. В этих условиях вопрос о введении той или иной формы конкуренции источников тепла должен рассматриваться в каждом городе индивидуально и решение о выборе такой стратегической цели должно приниматься на основе оценки всех необходимых инвестиций и ценовых последствий для потребителей. Для большинства городов в обозримой перспективе рынок тепловой энергии по-прежнему будет оставаться монопольным, соответственно сохранится тарифное регулирование на этих рынках.

Высокая доля зависимой схемы присоединения потребителей. При создании систем централизованного теплоснабжения в основном применялась зависимая схема присоединения потребителей. Это означает, что теплоноситель из тепловых сетей поступает непосредственно в теплопринимающее оборудование потребителя, а после его использования возвращается в обратную тепловую сеть.

При нарушениях гидравлического режима вследствие нарушения режимов работы оборудования производителей тепловой энергии, тепловой сети либо потребителей, возможен гидравлический удар, наносящий огромные убытки теплопринимающему оборудованию потребителей. Для защиты от гидроудара и обеспечения независимого режима работы тепловой сети применяют независимую схему присоединения потребителей (т.е. теплоноситель не поступает в тепловую систему потребителя, а через теплообменник отдает тепло теплоносителю, циркулирующему у потребителя, и также через теплообменник принимается тепло в обратной сети).

В России у непромышленных потребителей лишь с введением массового строительства стали сооружать центральные тепловые пункты, в которых устанавливали теплообменники и обеспечивали независимое присоединение потребителей. Строительство центральных тепловых пунктов давало существенную экономию средств, однако не позволяло осуществлять индивидуальное регулирование подачи тепла в каждое здание. В настоящее время, с расширением применения автоматического регулирования подачи теплоносителя непосредственно у потребителя, это преимущество утеряно. В связи с этим стратегическим направлением преобразований на рынке тепла, реализуемым в настоящее время в ряде городов, является внедрение независимой схемы присоединения потребителей за счет установки индивидуальных тепловых пунктов.

Высокая доля открытых схем теплоснабжения. Примерно в половине российских городов система теплоснабжения, в целях жесткой экономии средств, создавалась как открытая. Это означает, что часть теплоносителя, после отработки в отопительной системе здания, используется затем в целях горячего водоснабжения и далее сливается в канализацию, т.е. не возвращается к производителю тепловой энергии. Это требует дополнительных затрат в источнике тепла на подготовку и подогрев воды, создает значительную неустойчивость режимов работы системы и существенно усложняет поддержание качества поставляемого тепла. Стратегическим направлением является «закрытие» системы. Как правило, это уже осуществляется в крупных городах, однако делается не для всех источников сразу, а поэтапно.

Ценовые особенности

Несоответствие тарифов экономически обоснованным затратам

Существует значительная дифференциация соотношений тарифов по регионам. Так, максимальное отношение тарифов для промышленности к тарифам жилищных организаций составляет более 3, минимальное - 0,5. При этом экономически обоснованное соотношение цен для них, существенно различаясь по регионам, составляет от 0,6 до 0,9 (в зависимости от конкретной конфигурации системы теплоснабжения и структуры потребителей).

Таким образом, стратегическая задача в системе тарифного регулирования - приближение тарифов на тепловую энергию для потребителей к экономически обоснованным затратам.

Снижение продаж тепловой энергии от ТЭЦ

«Социально-направленное» регулирование тарифов на тепловую энергию существенно снизило заинтересованность промышленных предприятий в покупке тепла в централизованных системах теплоснабжения. В связи с этим в течение всех 1990-х гг. наблюдался масштабный процесс отказа промышленных потребителей от покупки тепла и создания или восстановления собственных источников тепла. Наряду с общим спадом промышленного производства, это привело к снижению общих продаж тепла от ТЭЦ энергетических компаний на 13 %. Одновременно произошло снижение доли отпускаемого от ТЭЦ пара почти в 2 раза. Этот процесс значительно ухудшил экономические показатели централизованных систем теплоснабжения и крупных источников с комбинированной выработкой электрической и тепловой энергии, поскольку постоянные затраты на содержание оборудования не снизились, а удельные затраты в расчете на 1 Гкал отпущенного тепла увеличились.

Институциональные особенности

Эксплуатация неэффективных котельных

Подавляющее большинство крупных городов России с населением более 500 тыс. человек имеют мощные ТЭЦ, принадлежащие энергетическим компаниям, и большая часть потребителей обеспечивается ими. В некоторых городах значительную нагрузку несут заводские ТЭЦ. Также в большинстве этих городов имеется большое количество котельных, принадлежащих различным собственникам, причем часто они находятся в зоне действия ТЭЦ. В городах с населением от 100 до 500 тыс. человек также работают ТЭЦ энергетических компаний, но чаще это ТЭЦ небольшой электрической мощности (10-40 МВт) и значительно большей тепловой мощности за счет пиковых котлов, работающих в базовом режиме. Большая часть тепловых потребителей в таких городах обеспечивается теплом от котельных. Теплоснабжение подавляющего числа небольших поселений и малых городов осуществляется от котельных.

Наличие разных собственников в сфере теплоснабжения и существенная роль органов местного самоуправления в процедуре согласования инвестиционных решений, их заинтересованность в развитии принадлежащих муниципальному образованию тепловых мощностей порождают неценовые методы конкуренции за доступ на рынок и за финансовые потоки на рынке тепла.

Зачастую котельные, первоначально строившиеся как пиковые для будущего подключения к ТЭЦ, работают в базовом режиме, так как принадлежат иным собственникам, которые заинтересованы в их максимальной загрузке в ущерб потребителю. Администрации некоторых крупных городов вопреки интересам потребителей тратят значительные средства на строительство новых котельных в зоне действия ТЭЦ либо привлекают для этого частных инвесторов. В то же время общий потенциал роста отпуска тепла от ТЭЦ за счет вытеснения дорогих котельных составляет не менее 10-11 %, что может снизить стоимость тепла для потребителей на 5-10 %. По некоторым конкретным проектам рост отпуска тепла от ТЭЦ за счет вытеснения очень дорогих котельных может возрасти в несколько раз, что позволит снизить стоимость тепла для потребителей (без учета инвестиционных затрат) на 20-30 %. В связи с этим одной из важнейших задач является создание такой системы принятия решений в сфере теплоснабжения, которая обеспечила бы прозрачность процедуры и принятие эффективных решений по загрузке действующих тепловых мощностей и развитию новых источников.

Отсутствие организационного единства тепловых сетей

В настоящее время на тепловых рынках городов, где присутствует несколько собственников, проявляется тенденция объединения тепловых сетей в единую компанию. Целесообразность объединения тепловых сетей, находящихся у разных собственников, в единую компанию, очевидна: существенно снижаются затраты на эксплуатацию, диспетчеризацию, регулирование и контроль вследствие эффекта масштаба; отсутствует необходимость обеспечения всех границ между сетями, принадлежащими различным собственникам, средствами измерения, а также согласования между ними сроков вывода сетей в ремонт; оптимизируется развитие сетей в интересах всего города; возможна оптимизация инвестиций. При едином оперативном управлении сетью легче организовать наладку системы, включая работу со всеми потребителями, что обеспечивает более высокое качество тепловой энергии.

Появление новых собственников в муниципальном тепловом бизнесе

Продолжается вхождение иных собственников в муниципальный тепловой бизнес. Назрела необходимость упорядочивания и четкого определения ответственности сторон в возникающих при этом отношениях.

Первоочередные задачи формирования эффективного рынка тепловой энергии

Особенности состояния и развития сферы теплоснабжения в России определяют необходимость существенных изменений в системе отношений на рынках тепловой энергии. Эти изменения уже начались - прежде всего с изменения структуры собственности и характера отношений. Очень важно, чтобы эти изменения в конечном итоге привели к созданию такой системы отношений, которая определит ответственность и права каждого участника, конкретизирует ответственность органов власти в сфере теплоснабжения, создаст стимулы для теплоснабжающих организаций действовать в интересах потребителей и позволит применять для этого цивилизованные гибкие формы борьбы за потребителя. Сфера теплоснабжения должна быть преобразована в полноценный стабильный и эффективный бизнес. Развитие систем теплоснабжения должно осуществляться в наиболее эффективных направлениях с точки зрения долгосрочных интересов потребителей, а на рынках с участием источников комбинированной выработки электроэнергии и тепла - с учетом эффективного развития рынка электроэнергии.

Для этого должен быть решен комплекс следующих задач:

• определены технологическая ответственность и права участников сферы теплоснабжения для обеспечения надежного теплоснабжения, включая технологическую ответственность сторон в договорах (в том числе потребителя как элемента системы, влияющего на ее работу); обязательность согласования сроков ремонтов и взаимодействия организаций в чрезвычайных и аварийных ситуациях и регламентации действий по наладке и регулированию работы системы теплоснабжения и контроля за выполнением всеми сторонами (включая потребителей) своих технологических обязательств; формирование процедуры вывода значимого оборудования и тепловых сетей в долгосрочный ремонт и из эксплуатации, направленной на предотвращение возникновения дефицита тепловой энергии и мощности, исключение безответственных (в технологическом плане) посредников из системы отношений в сфере теплоснабжения;
• определены экономическая ответственность и права участников сферы теплоснабжения для обеспечения стабильности и выгодности отношений при выполнении следующих условий: четком определении экономической ответственности, прав и обязанностей сторон по договорам; создании механизма фиксации текущих долгов бюджетов и организаций, финансируемых из бюджета, и механизма обеспечения компенсации убытков организаций вследствие нарушения обязательств бюджета; регламентации отношений при неплатежах (включая порядок ограничений и отключений) и взыскании задолженности; создании системы, стимулирующей повсеместное введение учета тепла;
• создана система, стимулирующая теплоснабжающие организации действовать в интересах потребителей при использовании цивилизованных форм ценовой конкурентной борьбы; обеспечивающая возможность заключения долгосрочных договоров; разрешающая потребителю заключать договоры теплоснабжения с организацией, к сети которой он присоединен через сети другой организации, при ответственности теплоснабжающей организации за самостоятельное урегулирование отношений по передаче тепловой энергии в интересах потребителей; обеспечивающая реализацию оптимального режима работы источников тепла и тепловых сетей в интересах потребителей, исключение неэффективных решений при внутригодовом планировании загрузки источников тепла;
• созданы условия для оптимального развития сферы теплоснабжения, в том числе: объективный и недискриминационный механизм принятия инвестиционных решений (включая порядок и критерии принятия инвестиционных решений, обеспечивающих приоритет надежности и экономичности теплоснабжения и ответственность властей за соответствие решений этим критериям; обеспечение равной конкуренции проектов, встраивание системы принятия инвестиционных решений в процесс разработки программы комплексного развития систем коммунальной инфраструктуры; единую методологию разработки программных документов); механизм учета принятых решений в договорах и при установлении тарифов; механизмы обеспечения гарантий для инвесторов в муниципальную теплоэнергетику;
• сформирована целевая модель государственного ценового регулирования в сфере теплоснабжения, обеспечивающая стимулирование участников сферы теплоснабжения к снижению совокупных издержек на обеспечение потребителей теплом в текущем режиме и в перспективе; поэтапную ликвидацию перекрестного субсидирования; стабильность отношений на рынке тепла в результате заключения долгосрочных договоров; при введении конкурентного рынка электроэнергии возможность ценового маневра ТЭЦ для учета конъюнктуры обоих рынков;
• определены критерии (технологические и организационные условия), выполнение которых позволяет дерегулировать цены на конкурентные виды деятельности в теплоснабжении, а также порядок дерегулирования цен.

Решение перечисленных выше задач позволит сформировать эффективную систему отношений в сфере теплоснабжения, обеспечивающую надежное и эффективное обеспечение добросовестных потребителей теплом.