Комплексный подход при разработке программ энергосбережения

Филатов Н.В., ОАО «Объединение ВНИПИэнергопром»

Из мирового опыта видно, что энергосбережением, как процессом начинают заниматься на государственном уровне, как правило, при наступлении кризиса. Это характерно всех стран, в том числе экономически развитых. В последнее десятилетие энергетические кризисы сотрясали страны Европы всех континентов, и Россия в этом плане не исключение. После холодов января-февраля 2006 г. три региона России – Москва, Санкт-Петербург и Тюмень попали в разряд энергодефицитных. В прошедшем отопительном сезоне энергодефицитными числились уже 9 регионов России.

На примере города Москва рассмотрим, что такое энергокризис в цифрах и фактах. На рис. 1. представлен график нагрузки на энергосистему города 16-20 января 2006 г., где видно, что абсолютный максимум энергопотребления достиг 16200 МВт, при этом были введены ограничения примерно на 600 МВт. Если посмотреть динамику роста потребления электрической энергии (рис. 2) по годам, то процент прироста составляет 2-4% в год. При этом с 1995 г. темп роста потребления мощности составил 150%. Надо ли говорить, что генерация и пропускная способность не растут такими темпами, и наверное это основная причина кризиса – отсутствие планов развития инфраструктуры города.

На рис. 3 изображены суточные графики электропотребления в течение отопительного сезона 2005–2006 гг. по средам (в рабочие дни график отличается от выходных) при различной температуре наружного воздуха. На графиках видно, что нагрузка растет при снижении температуры наружного воздуха и имеет ярко выраженный дневной характер с пиками в утренние и вечерние часы. Из этого напрашивается вывод, что электроэнергия используется на термические нужды, т.е. электроотопление, завесы, электрокалориферы, теплые полы и т.д. Это явление в масштабах города достигло критических размеров и может привести к перегрузкам системы и дефициту мощности.

На наш взгляд существуют следующие причины, способствующие столь быстрому росту потребления мощности:

- отсутствие ранее существовавшего жесткого порядка выдачи разрешений на неэффективное использование электроэнергии для отопительных целей;

- использование электроэнергии на отопление различных временных легковозводимых объектов мелкорозничной торговли и услуг никак не регламентировано; достаточность тепловой защиты ограждающих конструкций этих объектов никем не рассматривается (рис. 4);

- отсутствие заинтересованности со стороны энергоснабжающих организаций в каком-либо учете и контроле за нагрузкой электроотопления, за использованием мощности, т.к. основная задача – это сбор средств за отпущенную электроэнергию;

- отсутствие стимулирующих тарифов (повышенного в пике и пониженного в ночные часы минимума нагрузки) на использование электроэнергии на цели отопления и горячего водоснабжения.

Павильоны, киоски, палатки часто бывают несанкционированно подключены к щитам подъездов жилых домов, и значительно увеличивают потребление мощности. В период холодов такие объекты «съедают» 3-5% мощности, и именно столько её и не хватает в пиковые часы нагрузки.

Ситуация непростая и требует самого активного вмешательства. Например, согласно инструкции Госгортехнадзора от 1992 г. использование электроэнергии на нужды отопления возможно только с применением накопителей тепла (теплоаккумуляторов), которые в России применяются уже 15 лет на различных объектах. Они нагреваются электроэнергией только в ночное время, когда действует пониженный ночной тариф, а отдают накопленное тепло в течение всего дня, тем самым разгружают пиковые часы. Мы попробовали смоделировать перевод всей нагрузки электроотопления на теплоаккумуляторы и получили практически прямую линию суточного графика энергосистемы (рис. 5). Таким образом простое соблюдение ныне действующей инструкции может значительно упростить ситуацию и снизить энергодефицит.

Другой аспект этой проблемы – рост электропотребления в быту при похолоданиях – является следствием неудовлетворительной работы систем теплоснабжения. Для того, чтобы исключить дополнительный обогрев с использованием электрообогревателей, необходима тщательная подготовка магистральных сетей и внутренних отопительных систем жилых домов к зиме, необходим анализ всех жалоб на недостаточное отопление и устранение причин их вызвавших.

Понимая, что ввод новых генерирующих мощностей занимает от 5 лет, перспективы решения обозначенной проблемы очевидны:

1. Учитывая темпы роста нагрузки электропотребления, в ближайшее время не обойтись без ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ (в этом слове все буквы заглавные).

2. Необходима срочная разработка городской и окружных Программ энергосбережения с реальными мероприятиями, которые приносят реальный эффект по высвобождению мощности, и снижение энергопотребления.

3. Учитывая то, что в Москве сегодня дефицитом является электрическая мощность, в первую очередь усилия должны быть направлены на сокращение электропотребления, в особенности в пиковые вечерние часы отопительного сезона при устойчивом похолодании.

В настоящее время ОАО «ВНИПИэнергопром» по поручению ДепТЭХ приступил к разработке Программы энергосбережения в г. Москве. По приглашению с Префектурой СЗАО мы также начали конкретные работы по энергосбережению на территории округа.

Разработка Программы по эффективному использованию энергоресурсов города, региона, территории – это не разовая акция, начавшись, эта работа должна продолжаться всегда. Программа энергосбережения будет комплексной, с охватом всех потребителей электроэнергии, тепла, воды, и в конечном итоге направлена на снижение потребления топлива.

В итоговом варианте будет разрабатываться единая схема энергообеспечения региона с учетом всех энергетических потоков и источников генерации. В этой схеме раздел «Энергосбережение» приобретает новый вес, при этом самым сложным будет изменить психологию по отношению к этому способу высвобождения энергии и мощности.

Средства, вложенные в энергосберегающие технологии, окупаются в срок от нескольких месяцев до 5-7 лет, что в 2-3 раза быстрее, чем при строительстве новых генерирующих мощностей. С предстоящим ростом стоимости природного газа сроки окупаемости затрат на энергосбережение будут существенно снижаться, а мероприятия которые сегодня считаются не выгодными будут востребованы. По предварительным расчётам потенциал энергосбережения Москвы на первом этапе постановки задачи по снижению электропотребления в пиковые периоды можно оценить по каждому из следующих мероприятий:

- замена ламп освещения в подъездах – до 300 МВт

- перевод электроотопления на теплоаккумуляторы – 1500 МВт

- по промышленным предприятиям – 100–150 МВт

При этом задание по высвобождению электрической мощности 361 МВт. Потенциал полномасштабного энергосбережения в теплопотреблении при комплексном подходе можно оценить до 50% в течение года.

Ярким примером, того, каких результатов можно добиться, служит активная работа Комитета по энергосбережению при Совете Министров Республики Беларусь. Комитетом ставятся и выполняются стратегические задачи, в результате которых за последние 5 лет рост ВВП составил – 142%, при этом энергопотребление выросло всего на 6,5%, а энергоёмкость ВВП снизилась до 74%. Общий объём финансирования энергосбережения составил 1,2 млрд. долларов США. До 2010 г. планируется дальнейшее снижение энергоёмкости ещё на 26-30% с наращиванием финансирования до 1 млрд. долларов в год.

Рост экономики России не должен сдерживаться энергодефицитом, поэтому энергосбережение сегодня единственный и безальтернативный инструмент, который в гораздо более сжатые сроки и наименее затратным способом (по сравнению со строительством генерирующих мощностей) может позволить снизить энергопотребление, не снижая темпов роста промышленности и строительства, и достичь показателей энергоемкости ВВП развитых стран.

«Энергосовет» - портал по энергосбережению, http://www.energosovet.ru