Размещено на http://allbest.ru

О развитии систем теплоснабжения в Швеции

Биотопливо

В Швеции в настоящий момент активно развивается энергетика на биотопливе. Под биотопливом понимаются отходы деревообрабатывающей промышленности: опилки, щепа, из которых делают специальные гранулы. Эти гранулы используются и на мелких полностью автоматизированных котельных на одно здание, и на мощных ТЭЦ (100-300 МВт). Для нашей страны это направление весьма интересно, поскольку есть соответствующие ресурсы, у нас большие объемы деревообработки.

В Швеции это направление настолько развито, что каждый килограмм опилок имеет конкретную стоимость. Все обслуживание автоматизированных мелких котельных сводится к тому, что приезжает машина и загружает в бункер гранулированные опилки. Когда запаса топлива остается на один месяц, сигнал об этом по телеметрии подается на центральный диспетчерский пункт, и запас пополняется вновь до нормативного срока в три месяца. Оборудование это не очень дорогое, и в России могли бы применять его в регионах, где есть деревообрабатывающая промышленность.

Экономика этого вопроса такова, что перевозка данного вида топлива более, чем на 50 км, нерентабельна, поэтому его выгодно использовать именно как местное топливо. Есть котельные на опилках и на щепе. Систему сбора опилок можно относительно просто централизованно организовать на заводе, а вот система сбора щепы заключается в том, что кора и сучки, идущие на топливо, снимаются на месте лесоповала.

Поэтому требуется специальная инфраструктура, но это происходит в тесном контакте с лесхозами, поскольку они экономически заинтересованы собрать все отходы. Существует котельная на щепе, значит, есть потребитель, готовый платить за нее деньги, поэтому ее выгодно собирать.

Конечно, организационными вопросами надо заниматься на уровне администрации каждого района. Котельные эти находятся в основном в частной собственности. Если себестоимость тепла на котельной, использующей местное биотопливо, будет ниже (т.е. услуга по производству тепла будет такого же качества, но дешевле), следовательно, эта услуга будет востребована.

В Санкт-Петербурге начали проектировать котельную на биотопливе, она будет построена рядом с газовой котельной, при этом себестоимость тепла на новой котельной будет вдвое ниже, но самое главное, будет осуществляться утилизация древесных отходов в городе, которые сейчас просто вывозятся на свалку, соответственно за этот вывоз надо платить. Таким образом, построив котельную, город будет получать дешевую тепловую энергию, утилизацию отходов и минеральные удобрения.

Проектируют эту котельную на основе разработок польских энергетиков, которые делали подобный проект. На входе в котельную будет стоять размалыватель, который будет преобразовывать эти отходы в щепу. Котел будет с кипящим слоем под наддувом с оригинальной конструкцией топливоподачи и золоудаления. Для реализации этой технологии надо также построить завод по переработке опилок в гранулы, кстати, эти гранулы могут быть востребованы в качестве топлива и для отопления частных домов.

Биогаз

Биогаз, образующийся на свалках, имеет большой объем и используется при выработке электроэнергии во многих странах. В частности в Германии есть такие установки, которые располагаются на полигонах. У нас этот биогаз просто выходит в атмосферу и загрязняет район свалки.

В Мытищах был проведен эксперимент, организовали работу по сбору газа, построили энергоустановку, которая некоторое время работала. Но подобные установки имеют локальное значение, поскольку они маломощные и могут обеспечить в основном только собственные нужды предприятия, здесь главную роль играет экологический аспект.

Тепловые насосы

Второе, после биотоплива, направление развития энергетики Швеции - это тепловые насосы (ТН), но пока оно не является рентабельным и поддерживается за счет правительственных программ, поскольку это экологически чистая энергетика. В центре Стокгольма стоит мощная станция порядка 300 МВт с ТН, которая отбирает тепло сточных вод канализации города и отапливает жилые районы.

Существуют ТН и небольшой мощности около 1,5-3 МВт на одно здание, использующие тепло геотермальных источников. Использование энергии геотермальных источников реализуется следующим образом: пробуривается несколько скважин и по ним начинает циркулировать вода. Это тепло низкопотенциальное (30-40 ОС) и ТН как раз используются для того, чтобы повысить температуру до необходимого уровня. Системы эти сложные, дорогие и требуют высокого уровня эксплуатации, в них используются специальные фреоны, свойства которых и обеспечивают нужную степень преобразования. Под Стокгольмом есть также станция, использующая тепло поверхностных вод, ее мощность 150 Гкал/ч.

Во Франции имеются мощные станции с ТН, использующие тепло геотермальных источников, сами станции перестроены из бывших котельных, просто на месте котлов стоят ТН, там же вырабатывается электроэнергия для ТН. Это одно из основных направлений развития энергетики Франции. Бурятся скважины глубиной около 2 км, затем из них солевые растворы сами поднимаются на поверхность, и после их использования (охлаждения на несколько градусов) эти растворы закачиваются обратно (по требованию экологических организаций).

Подобная техника, конечно, будет развиваться и скоро станет конкурентной по сравнению со сжиганием биотоплива. Сжигание газа - это дорогое удовольствие, тем более прогнозируют резкое увеличение стоимости газового топлива. Вместе с РАН начали проектировать три ТН для г. Мытищи. Первый ТН будет действовать на обратной сетевой воде, тем самым не увеличивая циркуляцию сетевой воды при увеличении присоединенной мощности. В Санкт-Петербурге есть уже реально действующий насос на одном из трубопроводов распределительной сети, и он обеспечивает теплоснабжение отдельно стоящего здания. Пока для нашей страны это направление не очень актуально, перед теплоснабжающими организациями сейчас стоят более тривиальные задачи.

Вместе с тем, ТН - это уникальное изобретение, имеющее реальные перспективы применения в области теплоснабжения. Например, для г. Мытищи разработана концепция развития систем теплоснабжения на краткосрочную и долгосрочную перспективу (на 100 лет), где предусмотрена замена тепловыми насосами установок, сжигающих какое-либо топливо. И это направление будет основным конкурентным преимуществом централизованного теплоснабжения (ЦТ) по сравнению с децентрализованным. Сегодня ЦТ может в ряде случаев экономически проигрывать децентрализованным системам, но по мере совершенствования техники, на базе ТН можно будет получать чистую и дешевую энергию.

Об источниках тепла и децентрализации систем теплоснабжения

На сегодня в России существует конкуренция в сфере теплоснабжения между ЦТ и автономными источниками. Мы считаем, что будущее за нетрадиционными источниками энергии, а децентрализованный нетрадиционный источник является неэффективным. Опыт других стран в децентрализации разный, так в Канаде нет ТС, каждое здание имеет индивидуальный источник на природном газе. Процесс подключения к газовым сетям прост - достаточно подать заявку. Котельная находится обычно на крыше, при этом используется надежная полностью автоматизированная техника, не требующая обслуживания. КПД этих котельных высок, в частности в некоторых из них используются контактные теплообменники, снижающие температуру уходящих газов до 30 ОС. Значительная часть электроэнергии в Канаде вырабатывается на ГЭС. В Китае стоимость тепла от ТЭЦ мала, это и является основой для развития теплоснабжения именно на базе комбинированной выработки, а не от газовых котельных. В России потеряно значительное количество предприятий промышленности для ЦТ из-за завышения цен на тепло от ТЭЦ, искажающее все преимущества совместной выработки.

Эти примеры показывают, что там, где это оправдано, можно строить эффективную децентрализованную систему. Энергетическая стратегия каждого населенного пункта должна быть разработана и утверждена всеми органами управления, нацелена на перспективу развития района и основана на научной основе и расчетах. Энергетические системы не должны развиваться хаотично.

Тепловые сети

Полная реконструкция систем теплоснабжения для многих городов сегодня в России - мероприятие необходимое, и экономически это должно окупиться достаточно быстро, т.к. ресурсы дорогие (и будут дорожать), а работающая техника изношена и неэффективна, и требует больших затрат для поддержания ее в рабочем состоянии. При этом новая техника должна требовать минимума обслуживания и минимум персонала.

Например, во Франции техника имеет большой срок службы и полностью автоматизирована, есть регламентные работы, выполняемые предприятиями-поставщиками, но это обслуживание не требует какого-либо значительного количества постоянного персонала. Например, 5 специалистов обслуживают 5 городов с населением около 100 тыс. чел. Когда заканчивается срок службы, техника полностью заменяется, другими словами - полностью заменяется вся тепловая сеть (ТС). Такой же подход используется и в Скандинавии, и в Прибалтике. Такой подход на первый взгляд кажется дороже, но за счет того, что вся система практически не требуется обслуживания, он себя оправдывает. Таким образом, техника должна оцениваться не по периоду начальных капиталовложений, а по всему сроку эксплуатации. Существовавшая ранее практика минимизации затрат при строительстве является порочной.

Так, Скандинавия в области ТС может являться для нас примером. Например, в Финляндии все трубы были заменены на стальные в пенополиуретановой (ППУ) изоляции и по истечении срока службы трубопровода его заменяют на новый, даже если труба находится в хорошем состоянии. В России также нужно применять современные материалы (например, в г. Мытищи применяются трубопроводы из сшитого полиэтилена рулонного типа, они очень удобны при монтаже), но распространять разумно, поставщик-изготовитель должен гарантировать соответствующее качество труб, а при эксплуатации должны соблюдаться ограничения по давлению и температуре -тогда можно рассчитывать на долговечность труб. Нужно закладывать экспериментальные участки из различных материалов и разных конструкций и на практике выявлять лучшую. Несомненно, должен быть и хороший уровень проектирования ТС.

В г. Гетебурге, Швеция, существует внутренний канал связи теплосети, для чего с новыми трубопроводами закладывается соответствующий оптоволоконный кабель. Создана внутренняя информационная сеть теплосети, в ТС действует система АСУ, которая контролирует и выдает информацию о состоянии всей ТС. Подобная система создается сегодня в г. Мытищи. экологический энергетика тепло биотопливо

В большинстве развитых стран с централизованным отоплением у потребителя обязательно есть тепловой пункт с теплообменниками. И нигде, кроме России, мы не видели централизованного ГВС и открытого водоразбора - эта система была сделана тогда, когда просто не было оборудования, способного работать в жилых зданиях, по причине своей шумности и громоздкости и т.п.

Прошедшие 10 лет с финансовой стороны фактически выпали для теплоэнергетики России - не было должных средств на обслуживание, не было реноваций. Но сейчас, мы считаем, наступил период, когда за счет кредитных ресурсов и федеральных программ нужно наверстывать упущенное за эти годы. Это не обязательно должны быть бюджетные деньги, скорее, кредитные ресурсы, но правительство и муниципалитеты должны дать свои долгосрочные гарантии по этим кредитам. К примеру, в Прибалтике в основном уже закончили реконструкцию систем теплоснабжения, это был болезненный период, когда одномоментно перешли на новую систему оплаты отопления с экономически обоснованным тарифом, а должников просто отключали. В России все происходит гораздо мягче. И сейчас крупные аварии, возникающие в городах зимой, приводят лишь к гораздо большим федеральным затратам, чем если бы была реализована программа реконструкции.

Размещено на Allbest.ru