Актуальные вопросы энергоресурсосбережения в Иркутской области

М. Толстой, директор ИЦ «Энергоэффективность» ИрГТУ,

В. Хан, заместитель директора ИЦ «Энергоэффективность» ИрГТУ

Иркутская область в отношении производства и потребления энергоресурсов характеризуется рядом факторов:

• наличие значительных запасов ископаемого топлива и гидроэнергетических ресурсов;
• относительно низкие цены на энергоресурсы (стоимость электроэнергии 0,37 руб./кВтч; стоимость тепловой энергии от 260 до 700 руб./ Гкал), с одной стороны, и, с другой, сильно изношенная, плохо развитая инфраструктура, приводящая к значительному перерасходу энергоресурсов;
• резко выраженный континентальный климат с холодной продолжительной зимой.

Отчасти подобные проблемы характерны для многих регионов России, однако в Иркутской области они наиболее ярко выражены. Кроме того, серьёзным фактором являются архаичные постсоциалистические принципы распределения бюджетных средств и столь же устаревшая организация хозяйственных отношений между поставщиками и потребителями энергии. Всё это, с учётом острого дефицита квалифицированных кадров приводит к значительному перерасходу энергоресурсов в народном хозяйстве.Рассмотрим ряд примеров, характеризующих вышесказанное.

Порочный круг теплопотребления и как из него выйти

В настоящее время расчёты за отопление при отсутствии у потребителей приборов учёта производятся по фиксированным тарифам за 1 м2 площади. Такое положение часто устраивает и потребителей, и поставщиков. При этом потребитель не заинтересован в каком-либо улучшении работы своих систем отопления, если это требует затрат и если он может обеспечить желаемую температуру в помещениях более простыми и дешёвыми (для него) способами.

У большинства потребителей системы отопления разбалансиро-ваны в результате многолетней неквалифицированной эксплуатации. В таком случае в части помещений одного здания (школа, больница, жилой дом) температура воздуха оказывается ниже нормативной, в других выше. Там где температура выше нормативной, открываются форточки и тепло выпускается наружу. А для того чтобы как-то обогреть обитателей холодных помещений, увеличивается подача тепла в здание простыми, хотя и запрещёнными нормативными документами способами — снимаются регулировочные шайбы на вводе в здание и растачиваются сопла элеваторов в тепловых узлах. Таким образом в холодных помещениях температура подымается до нормы, а в перетопленных избыточное тепло выпускается наружу через окна. Это гораздо дешевле и проще, чем промывка и очистка от отложений систем отопления и проведение регулировочных работ. Тот ' факт, что при этом увеличивается общее потребление тепловой энергии, потребителя не волнует, так как он рассчитывается за тепло в зависимости от площади.

Кроме того, такая практика приводит к неполному использованию тепловой энергии, так как при подаче сверхнормативного количества горячей воды она не успевает отдать тепло в здание полностью и уходит в обратный трубопровод тепловых сетей с повышенной температурой и давлением и в большем количестве. Проще говоря, «снимаются сливки» с подаваемой тепловой энергии, то есть расходуется её самая ценная высокотемпературная часть. Соответственно, это приводит к увеличению давления в обратном трубопроводе. Для потребителей, расположенных в «хвостах» тепловых сетей, это приводит к недостаточному располагаемому напору, а количество поступающего к ним тепла соответственно тоже снижается: ведь первый потребитель взял на себя больше нормы. При уменьшенной разности давлений между подающим и обратным трубопроводами (напоминаем, что давление в обратном трубопроводе «портится», то есть увеличивается первым потребителем) теплоноситель не может проходить по трубам и батареям у второго потребителя в достаточном количестве, и такой потребитель замерзает.

Для обеспечения минимальной циркуляции теплоносителя в системе отопления такие потребители зачастую вынуждены прибегать к запрещённому методу — сливу теплоносителя в канализацию, поскольку канализация не создаёт встречного давления. Это, естественно, ещё больше увеличивает потери горячей воды и с ней тепла в сетях. Опять-таки для второго потребителя это тоже проще сделать, так как приборов учёта у него нет, разоблачить его без приборов учёта трудно, а за тепло он рассчитывается по нормам на 1 м2. К последующим потребителям доходит ещё меньше.

Возьмём типичный пятиэтажный жилой дом. По нормативам такой дом в январе в среднем должен потреблять около 0,3 Гкал/час. При вышеуказанных «болезнях» дома, расположенные в «голове» сетей потребляют до 0,5 Гкал/час. Те, кто в середине тепловых сетей, могут потреблять примерно по норме и немного мёрзнуть в отдельных квартирах, а те, кто находится в «хвосте» тепловых сетей, засыпает жалобами все инстанции вплоть до президента. Но пока рассмотрим первого потребителя. В принципе, если провести хотя бы частичное утепление здания и привести в порядок системы отопления и горячего водоснабжения, то здесь вполне можно было бы снизить теплопотребление до нормы 0,3 Гкал/час.

Что означает эта, пока что абстрактная для большинства из нас, разница в 0,2 Гкал/час, особенно если мы рассчитываемся за квадратный метр? Для того чтобы доставить эти дополнительные 0,2 Гкал/час при реальных потерях в сетях 20% и КПД котельной 60%, мы должны произвести в котельной для этого лишние 0,336 Гкал/час — 240 Гкал в месяц. А для этого мы должны сжечь лишние 50 т (почти вагон) угля в месяц! И это только для одного дома!!! Теперь мы можем представить, сколько необходимо сжечь лишнего угля для обеспечения минимально приемлемого температурного режима в наших неуютных жилищах (см. рис. вверху).

Лишний сожжённый уголь — это лишняя сажа на снегу, лишний углекислый газ с сернистыми соединениями и окислами азота в атмосфере и в наших лёгких. Это повышенные проценты лёгочных и раковых заболеваний. Это лишние расходы денег налогоплательщиков, то есть нас с вами, так как расходы на отопление частично дотируются из бюджета. А ведь эти деньги можно было бы использовать на ремонт дорог или строительство спортплощадок, или на другие хорошие дела. А они, в прямом смысле, улетают в воздух, загрязняя его.

Самое парадоксальное в этой ситуации, что в настоящее время и при существующих отношениях практически нет стороны, которая реально была бы заинтересована в энергосбережении. Потребителю, как мы видим, проще прибегать к запрещённым приёмам или жаловаться. Поставщику проще выбивать из администрации дотации и финансирование на строительство новых котельных.

В настоящее время основные заботы большинства муниципалитетов и региональных администраций направлены на замену морально и физически изношенных котельных более эффективными. Это, безусловно, важно. Однако, как мы видим, без решения проблем у потребителей возникает и увековечивается порочный круг. При этом новые котельные также строятся за счёт бюджетных средств, то есть за счёт налогоплательщиков, которые не всегда причастны к возникновению сверхнормативных потерь. При этом, как мы видим из вышеприведённого примера, котельных приходится строить в два-три раза больше, чем необходимо. Возможно, это тоже кого-то устраивает, в частности, поставщиков тепла и поставщиков оборудования для котельных и тех, кто причастен к проектированию и строительству котельных. А мы, налогоплательщики, как бы ни при чём, нас никто и не спрашивает.

При этом потребитель ведёт себя пассивно, как объект приложения забот, сил и средств со стороны муниципальных и региональных властей. При этом потребитель вовсе не счастлив от существующего положения — он замерзает, ему неуютно! Он жалуется во все инстанции вплоть до президента. При этом он крайне редко догадывается, что сам должен стать субъектом, активно устраивающим собственную среду обитания, как во всём цивилизованном мире. Только когда он станет субъектом, готовым потратить собственные средства и силы, мы выйдем из порочного круга.

А для этого надо решить несколько проблем. Во-первых, надо перевести взаимоотношения потребителя и поставщика на нормальные экономические рельсы. При этом, как совершенно правильно указывал незабвенный Владимир Ильич, необходимо наладить учёт и контроль. И необходимо повысить взаимную ответственность поставщика и потребителя за нарушение правил игры. И, конечно же, необходимо наладить подготовку кадров, способных работать с более сложными современными системами учёта и контроля. И необходимо, чтобы эти кадры были заинтересованы в конечных результатах. Однако положение дел таково, что сейчас этому препятствует существующее законодательство (кстати, в немалой степени соответствующее психологии современного потребителя).

В этом законодательстве, во-первых допускается (а значит, увековечивается) возможность расчётов по нормам на 1 м2; во-вторых, продлевается существующая практика финансирования бюджетной сферы «от достигнутого» (иными словами, сколько освоил средств в этом году, столько и получишь в следующем), а также дотирование поставок энергоресурсов из бюджета; в-третьих, существующий бюджетный кодекс не позволяет выделить на материальное стимулирование персонала и на развитие энергосбережения ни одной копейки сэкономленных средств. Можно продолжать и в-четвёртых, и в-пятых, и т.д.

Это лишь часть существующих проблем. Существующее бремя экономических отношений, привычек, недостатка квалифицированных кадров, отсутствия инфраструктуры и других факторов настолько велико, что едва ли можно рассчитывать на какое-то одно и быстрое их решение. Требуется много лет упорного труда на всех уровнях. То есть мы должны разрабатывать и терпеливо «продавливать» проекты законов на региональном и федеральном уровнях; разрабатывать и внедрять образцы энергоэффективных технических средств; создавать и пропагандировать образцы новых экономических отношений, стимулирующих энергоресурсосбережение; готовить новые кадры и повышать квалификацию старых.

Программа Минобразования и Центры энергосбережения

Одной из заслуживающих положительной оценки попыток изменить сложившуюся ситуацию, хотя бы в образовательном секторе является завершившаяся в 2005 г. Программа «Энергоресурсосбережение Минобразования России на период 1999-2005 гг.». Основной идеей этой Программы было оснащение ВУЗов и ССУЗов федерального подчинения минимально необходимым энергосберегающим оборудованием и обеспечение максимальной экономии энергоресурсов и финансовых средств на их оплату.

С учётом необходимости для такой работы подготовленных кадров были созданы головные и базовые центры на базе ряда наиболее подготовленных ВУЗов. В качестве головных ВУЗов выступили Московский энергетический институт и Нижегородский государственный технический университет. На их базе была обеспечена начальная подготовка кадров для базовых ВУЗов, а также осуществлялась координация всех работ по Программе.

Иркутский государственный технический университет (ИрГТУ) вошёл в число первых сорока базовых ВУЗов. Для проведения работ здесь был создан научно-производственный центр «Энергосбережение» (НПЦ «Энергосбережение» ИрГТУ, позже переименованный в Инновационный центр «Энергоэффективность» ИрГТУ). Одной из функций центра являлась координация работ по Программе среди ВУЗов и ССУЗов в Иркутской, Читинской и Амурской областях, Республике Бурятия, в Приморском и Хабаровском краях. Позже, после создания центров в Чите, Улан-Удэ и Владивостоке нагрузка на ИрГТУ существенно снизилась.

Другой обязанностью НПЦ «Энергосбережение» является подготовка кадров для работы в области энергосбережения. Эта работа ведётся через межрегиональный центр переподготовки кадров ИрГТУ. Кроме того, Центр энергосбережения ИрГТУ проводит работы по разработке, внедрению и технической поддержке энергосберегающих мероприятий. Для успешной работы Центра, он оснащён передвижной лабораторией для проведения энергоаудита и проливной установкой для проведения поверки приборов учёта.

«Наказуемость» энергосбережения для бюджетных организаций

В большинстве ВУЗов и ССУЗов федерального подчинения за счёт целевого финансирования в рамках Программы Минобразования и собственных средств были внедрены энергосберегающие мероприятия: установлены приборы учёта, тепловая автоматика и др. Подобные мероприятия проведены во многих организациях бюджетной сферы областного и городского подчинения. Это отчасти помогло значительно снизить объёмы энергоресурсопотребления и размеры платежей за коммунальные услуги. Например, если в 2000 г. ИрГТУ расходовал и оплачивал 42 тыс. Гкал в год тепловой энергии, то в 2005 г. на тех же объектах было израсходовано 35 тыс. Гкал. При стоимости тепловой энергии около 300 руб. за Гкал экономия 7 тыс. Гкал в год означает, что сэкономлено 2,1 млн руб. бюджетных средств, сэкономлено 1,5 тыс. т угля (30 вагонов!). (В областях, где стоимость гилокалории достигает 1000 и больше рублей, экономия в денежном выражении гораздо выше. В частности, в Благовещенском техническом университете достигнутая экономия в 10 тыс. Гкал/год выразилась в экономии 10 млн руб. в год.)

Однако для эксплуатационного персонала это привело к дополнительной нагрузке, для руководства образовательных и медицинских учреждений — к дополнительным эксплуатационным расходам собственных средств, так как экономия бюджетных средств привела лишь к сокращению бюджетного финансирования. Существующая практика выделения бюджетных средств на основе лимитов бюджетных обязательств заставляет потребителя полностью израсходовать средства, выделяемые по статьям бюджета, в том числе по статье «коммунальные платежи». К этому добавляется унаследованная с социалистических времен практика планирования «от достигнутого». Это означает, что слишком усердно и добросовестно проводимые работы по энергоресурсосбережению в сочетании с тёплой зимой могут иметь следствием неосвоенные бюджетные средства и «наказание» за это — снижение объёмов финансирования в следующем году. А следующий год может оказаться холодным.

Что делать в этой ситуации? Если мы не можем изменить федеральные законы, то на региональном уровне частичное решение проблем видится в создании так называемых револьверных фондов. Суть револьверных фондов состоит в том, чтобы создать хозяйственные механизмы и изменить местное законодательство с тем, чтобы позволить обратить часть сэкономленных средств в специальный фонд, создаваемый для финансирования развития работ по энергосбережению.

На наш взгляд, более разумным представляется формирование лимитов бюджетных обязательств по статьям коммунальных платежей на основе результатов энергоаудита в сочетании с предоставлением бюджетным организациям права расходования хотя бы части сэкономленных средств на материальное стимулирование эксплуатационного персонала и на развитие.

Проблемы энергосбережения и их решение

Подытоживая вышесказанное, можно обозначить наиболее острые проблемы энергосбережения, на которых следовало бы сконцентрировать усилия в ближайшей перспективе:

• Проблема источников и транспорта энергоресурсов. Здесь в настоящее время наибольшее внимание уделяется установке новых более эффективных и реконструкции старых котельных. Этот подход вполне оправдан, так как многие старые котлы давно исчерпали свой ресурс и их просто нельзя дальше эксплуатировать. Однако хотелось бы здесь отметить, что было бы целесообразно рассмотреть варианты использования мини-ТЭЦ, в которых достигается наиболее высокий коэффициент использования первичных энергоресурсов. Из вариантов мини-ТЭЦ следует отметить такие активно внедряемые в европейских странах и европейской части России, в которых используются продукты газификации мусора, биогаз и пеллеты (гранулы из отходов деревообработки, которых так много в Иркутской области).

  Кроме того, в ряде случаев, в настоящее время могут оказаться экономически целесообразными варианты использования солнечных коллекторов для покрытия части теплофикационной нагрузки. Здесь следует отметить, что наряду с повышением энергоэффективности использование возобновляемых источников энергии позволяет снизить потоки энергии от крупных ТЭЦ и котельных и, таким образом, снизить потери в сетях. Кроме того, мини-ТЭЦ обеспечивают решение экологических проблем — утилизацию мусора и отходов.

• Не менее острой является проблема снижения потерь у потребителей. Выше было показано, что эти потери приводят к значительному увеличению производства энергии. В результате вместо того чтобы снижать потери у потребителей, мы зачастую строим новые энергоге-нерирующие мощности. Решением этой проблемы относительно активно занимаются в промышленности и на предприятиях и организациях, имеющих конкретных хозяев. Гораздо хуже обстоят дела в бюджетной сфере, особенно в жилищном секторе. Набор технических способов снижения потерь здесь достаточно прост. Это утепление ограждающих конструкций, установка приборов учёта электроэнергии, тепла, воды, установка систем автоматического управления расходом энергоресурсов (см. табл. справа).

  Со стороны региональных и муниципальных властей здесь требуется не столько финансирование, а создание, в первую очередь, рычагов для повышения мотивации потребителей к внедрению энергосберегающих мероприятий, развитие инфраструктуры, облегчающей потребителям решение задач внедрения, обеспечение системы подготовки кадров.

  Пассивная позиция потребителей бюджетной сферы и сферы ЖКХ, как указывалось выше, связана с архаическими экономическими отношениями и нехваткой квалифицированных кадров. Именно поэтому, здесь представляется актуальным совершенствование хозяйственных механизмов и увеличение масштабов работ по подготовке и переподготовке кадров. Кроме того, здесь важно усиление работ по диагностированию зданий, сооружений и систем отопления, водоснабжения и вентиляции в зданиях, то есть по проведению энергоаудита.

• Не менее актуальной является проблема утилизации вторичных энергоресурсов. Известно, что второй по масштабам энергопотребления после жилищно-коммунальной и социальной сфер является промышленность. В Иркутской области исторически сложились производства с повышенной энергоёмкостью. При этом образуется значительное количество вторичных энергоресурсов. В частности, тепловые сбросы в атмосферу и в водоёмы таких промышленных гигантов, как ОАО «АНХК», филиалы ОАО «СУАЛ» ИркАЗ и ЗАО «Кремний», БрАЗ и др., могли бы обеспечить теплом половину жилищного фонда Ангарска, Шелехова, Братска. При этом выиграли бы все стороны, то есть и потребитель, так как стоимость вторичной тепловой энергии ниже и сами промышленные предприятия, которые вместо расходов на оплату за загрязнение окружающей среды получали бы оплату за поставленную тепловую энергию, и поставщики тепловой энергии, так как сократились бы затраты на топливо.

В последние годы на упомянутых крупных промышленных предприятиях эти проблемы пытаются решить с нарастающей активностью, и многое уже достигнуто. Какую-то часть вторичных энергоресурсов промышленные предприятия использует на собственные нужды, частично вытесняя покупные ресурсы. Однако, как указывалось выше, количество вторичных энергоресурсов гораздо больше, чем может быть реализовано в масштабах самих предприятий. С учётом температуры сбрасываемых теплоносителей это тепло может быть использовано на нужды отопления, горячего водоснабжения и в тепличном хозяйстве, как это делается в цивилизованном мире.

Однако при существующем законодательстве это опять-таки практически невозможно. В частности, существуют запреты на использование тепловой энергии от промышленных предприятий для жилищно-коммунального хозяйства. Конечно, эти запреты направлены на обеспечение безопасности населения, но в развитых странах предпочитают обеспечить жёсткий контроль за соблюдением санитарных норм и развитие безопасных методов утилизации вторичных энергоресурсов, чем загрязнять окружающую среду (тепловое загрязнение, выбросы ТЭЦ, золо-шлакоотвалы).

Второе препятствие на пути более полного использования вторичных (как, кстати, и возобновляемых) энергоресурсов — это практическая невозможность для предприятий и организаций продавать излишки энергоресурсов (тепловую и электрическую энергию) в сети энергоснабжающих организаций. Без решения этой проблемы невозможно обеспечить крупномасштабное использование нетрадиционных вторичных и возобновляемых энергоресурсов. Судя по всему, мощное лобби на федеральном уровне успешно препятствует принятию разумных законов, открывающих путь развитию возобновляемой и нетрадиционной энергетики.

Поскольку федеральные законы нам недоступны, возможно, имеет смысл обсудить варианты решения проблем утилизации вторичных энергоресурсов на региональном уровне.

ИЦ «Энергоэффективность» ИрГТУ

Мы считаем, что для успешного преодоления рассмотренных проблем представляются актуальными такие направления работ, как:

• аудит объектов энергопотребления предприятий и организаций и разработка энергосберегающих мероприятий;
• развитие и внедрение средств мониторинга и оперативной диагностики систем энергоресурсопотребления;
• подготовка и переподготовка кадров для работы с энергосберегающими системами;
• разработка и внедрение хозяйственных механизмов, стимулирующих энергоресурсосбережение;
• техническое сопровождение энергосберегающих мероприятий — оказание технической помощи потребителям в эксплуатации энергосберегающего оборудования, так как далеко не все потребители способны самостоятельно обслуживать эти достаточно сложные системы;
• популяризация, развитие и внедрение нетрадиционных и возобновляемых источников энергии.

В этих направлениях концентрирует свои усилия Инновационный центр «Энергоэффективность» ИрГТУ.

Одним из перспективных направлений, по которым в ИрГТУ ведутся работы в области энергосбережения и нетрадиционной энергетики, являются работы по разработке и внедрению паропере-мешивающего устройства осадков в метантенке КОС правого берега г. Иркутска. Устройство предназначено для получения биогаза, который в дальнейшем может быть направлен на использование в качестве топлива, перерабатываемого либо в котельных, либо в газопоршневых насосах для получения тепловой энергии и электроэнергии.

В 2007 г. планируется установка солнечных коллекторов для обеспечения горячей водой спортивного комплекса ИрГТУ. В дальнейшей перспективе планируется установка солнечных коллекторов для горячего водоснабжения спортивно-оздоровительного лагеря «Политехник» на берегу Иркутского водохранилища, также базы производственной практики в районе Малого моря на берегу Байкала.

Одними из наиболее важных составляющих мероприятий по энергосбережению является внедрение автоматизированных систем учёта и управления расхода энергоресурсов. Автоматизированные система учёта позволяют снизить энероре-сурсопотребление за счёт оптимизации режимов, перейти на расчёты по фактическим расходам, повысить комфортность в помещениях, обеспечивают возможность своевременной диагностики и устранения причин сверхнормативных потерь. С учётом крайне ограниченных средств бюджетных организаций, в том числе образовательных учреждений, ИЦ «Энергоэффективность» помогает подобрать средства автоматизации, оптимальные по критерию «стоимость-качество» .

На сегодняшний день на объектах ИрГТУ установлено значительное количество современных приборов коммерческого учёта тепловой энергии, регуляторов температуры, расходомеров холодной воды, также планируется установить приборы для коммерческого учёта электрической энергии.

К энергосберегающим мероприятиям, проводимым в ИрГТУ, можно отнести также внедрение систем автоматического управления коридорным освещением в главном учебном корпусе ИрГТУ. Система состоит из оптического датчика и механизма реле. После того как оптический датчик улавливает движение, механизм реле включает свет в коридоре на заданный промежуток времени от 30 сек. до 30 мин. По истечению этого времени и отсутствии движения механизм реле отключает свет до появления человека в помещении. Это позволило сократить работу осветительных приборов с 24 час. до 8 час. в сутки и, соответственно, снизить затраты на освещение. С применением данных систем экономия составила 30% (около 105 000 кВт в год) потребляемой электроэнергии на освещение коридоров, которая, в свою очередь, составляет 10% (примерно 315 000 кВт в год) от общего потребления электроэнергии ИрГТУ.

Проведение энергосберегающих мероприятий может дать явный и быстрый эффект, и это ещё раз говорит о необходимости проведения таких работ.