централизованное теплоснабжение в финляндии

Техническая политика
С этого выпуска мы начинаем знакомить наших читателей с зарубежным
опытом тепло- и водоснабжения, а также с практикой энерго- и водосбережения в
различных странах. Не все в этом опыте непосредственно применимо в России, однако
знание мировой практики и мировых тенденций позволит более грамотно выстроить
стратегию развития коммунального хозяйства российских городов. А некоторые
подходы могут оказаться адекватными и в российских условиях. В этом номере
представлена информация о системе централизованного теплоснабжения в
Финляндии, а также о демонстрационном проекте по энергосбережению в г. Кракове
(Польша). Отчет о семинаре по оптимизации теплоснабжения в городах - участниках
Проекта передачи ведомственного жилищного фонда, представленный под рубрикой
“Семинары, симпозиумы, конференции”, содержит много информации о немецком
опыте в этих областях.
ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЕ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ В ФИНЛЯНДИИ
Пекка Коури, консультант Всемирного Банка
Введение
Централизованное теплоснабжение (ЦТ) занимает прочное положение в качестве
основного способа отопления финских городов. Централизованное теплоснабжение
начало развиваться в больших городах с 1950-х и 1960-х, но наиболее значительное
его расширение произошло после нефтяных кризисов 1970-х годов. Сегодня
централизованным теплоснабжением охвачено приблизительно 250 общин.
В 1996 количество проданного тепла составило 28,3 ТВт-ч при общей стоимости 885
миллионов долларов США. Подключенная тепловая нагрузка составила 12 900 МВт
при объеме зданий 605 миллионов м3. И подключенная тепловая нагрузка, и объем
зданий по-прежнему возрастают примерно на 1,5 % ежегодно. 2,2 миллиона финнов
(полное население страны - 5,1 миллионов) живут в домах с центральным отоплением.
Общие мощности по выработке тепла достигают 16 280 МВт, при этом
приблизительно одну треть составляют ТЭЦ. ТЭЦ производят более 70% всей
тепловой энергии для централизованного теплоснабжения. В то же время в 1994 году
ТЭЦ выработали почти 10 ТВт-ч электричества. Доля мощностей ТЭЦ в общей
выработке электроэнергии в Финляндии - самая высокая в мире. Общая длина
трубопроводов централизованного теплоснабжения в конце 1996 года составила 7500
км.
Рыночная ситуация. Цены и тарифы.
Центральное отопление - это наиболее распространенный метод отопления в
Финляндии. Из общего количества зданий 45% обогреваются центральным
отоплением, 32% отапливаются нефтью и 14% - электричеством. Средняя цена
центрального отопления равна 31,2 $/МВт-ч. Цены устанавливаются исходя из затрат
на производство и распределение тепла, и потому различаются у разных
коммунальных предприятий.
Применяется двухставочный тариф, определяемый потребляемой энергией и
установленной мощностью. Тариф на потребленную энергию обычно один и тот же
для всех клиентов в пределах каждого коммунального предприятия, основную часть
переменных затрат составляют затраты на топливо. Тариф на установленную
мощность зависит от максимальной потребляемой мощности или максимального
расхода воды у клиента и покрывает фиксированные затраты на выработку и
распределение тепла. Наиболее важную часть фиксированных затрат составляют
капитальные затраты. Идея платы за установленную мощность состоит в том, чтобы
клиенты не завышали требования по мощности, а добивались требуемого теплосъема
за счет снижения температуры обратки, что ведет к повышению эффективности
системы централизованного теплоснабжения в целом. Переменные затраты (плата за
количество потребленной энергии) равны приблизительно 70%, а фиксированные
затраты (плата за установленную мощность) - приблизительно 30% от полной цены за
тепло.
Квартира площадью 70 м2 требует около 12 МВт-ч тепловой энергии ежегодно.
Расходы на центральное отопление квартиры составляют около 400 $/год или 33,3
$/месяц.
Организация централизованного теплоснабжения
Практически все системы распределения централизованного теплоснабжения
планируются, строятся и эксплуатируются муниципальными коммунальными
предприятиями и компаниями, являющимися собственностью города. Большинство
коммунальных предприятий вырабатывают тепло самостоятельно на ТЭЦ1 или при
помощи котельных. Очень часто они также покупают часть тепла у других компаний
или промышленных предприятий. Тепловая энергия в основном приобретается таким
способом, который наиболее выгоден для коммунального предприятия, так как
обычно имеется достаточная конкуренция между различными производителями
тепловой энергии.
Нет никакого законодательства, обязывающего подключаться к районной теплосети.
Тепловые компании работают на коммерческой основе, поэтому цены на тепло
должны быть конкурентоспособны. В то же время, доходы от продаж должны
покрывать все расходы, включая капитальные затраты.
Производство тепла для централизованного теплоснабжения
Свыше 70% произведенного тепла дают ТЭЦ, менее 30% вырабатывается котельными.
Доля ТЭЦ быстро увеличивается с начала 1980-х годов. Это обусловлено ростом
спроса на электроэнергию и поставками природного газа из России в южную
Финляндию. ТЭЦ, работающие на природном газе, были построены во многих
городах, где комбинированное производство тепловой и электрической энергии с
использованием других видов топлива было бы практически неосуществимо.
Преимущество комбинированного производства тепловой и электрической энергии высокая эффективность (кпд 85-90%) по сравнению с производством электроэнергии
на конденсационных электростанциях (кпд 40%). Комбинированное производство
тепловой и электрической энергии означает эффективную защиту окружающей среды,
поскольку значительно сокращаются выбросы вредных отходов, в том числе двуокиси
углерода.
Широкое применение комбинированного производства тепловой и электрической
энергии значительно экономит топливо. Если бы всю потребность в централизованном
теплоснабжении в Финляндии заменить индивидуальным отоплением, а
электроэнергию с ТЭЦ - соответственно энергией с конденсационных электростанций,
потребовалось бы дополнительно 1,7 миллионов тонн нефти, или 12% общего
потребления топлива в Финляндии.
Девятнадцать из двадцати самых
вырабатывают свое тепло на ТЭЦ.
1
крупных
предприятий
коммунального
теплоснабжения
Наиболее важными видами топлива для централизованного теплоснабжения и
комбинированного производства тепловой и электрической энергии являются уголь,
природный газ, торф и нефть. Уголь используется главным образом на побережье,
природный газ в южной Финляндии, торф во внутренних районах страны, а нефть по
всей стране. Доля нефти сегодня - лишь примерно 10%. Она применяется в качестве
вспомогательного и резервного топлива для других источников энергии, а также для
покрытия пиковых нагрузок на электростанциях. Нефть - все еще единственно
возможное топливо для многих малых предприятий коммунального обслуживания,
которые не имеют доступа к газу или твердому топливу.
Техническое развитие
Техническая структура систем централизованного теплоснабжения к настоящему
времени стабилизировалась, и никакие крупные изменения в ней не предвидятся. Даже
в будущем централизованное тепло будет распределяться горячей водой,
циркулирующей в стальных трубах. Разработаны международные стандарты систем
централизованного теплоснабжения (см. Таблицу).
Таблица. Температура
(прямая/обратка)
Первичный контур
Вторичный контур
теплоносителя
Новые
Отопление
115/45
40/70
для
здания
Горячая вода
70/25
10/55
систем
теплоснабжения,
Старые
Отопление
115/65
60/80
С
здания
Горячая вода
70/25
10/55
Технические элементы для систем централизованного теплоснабжения непрерывно
развиваются. Наиболее быстрые изменения вызываются потребностью в защите
окружающей среды, а также развитием компьютерных систем и систем
автоматизации. Проблемы, связанные с защитой окружающей среды, главным образом
воздействуют на производство тепла, но также оказывают влияние и на его
распределение. Поскольку произошли значительные изменения в выборе топлива,
технологии его сжигания и очистки топочных газов, то выбросы окислов серы и азота
должны быть существенно снижены в 90-х годах.
Комбинированное производство тепловой и электрической энергии - эффективный
способ экономии энергии и снижения ущерба для окружающей среды. Доля
комбинированного производства тепловой и электрической энергии теперь уже так
высока в Финляндии, что вряд ли она сможет в значительной степени увеличиваться.
Однако доля выработки электричества на ТЭЦ все еще может расти путем повышения
соотношения между тепловой и электрической энергией.
Применение ядерной энергии как источника тепловой энергии для централизованного
теплоснабжения технически осуществимо и, например, используется в Швейцарии.
Колебания общественного мнения относительно приемлемости атомной энергии
отложило принятие решения об использовании этого источника энергии в Финляндии
до следующего десятилетия.
Эффективность распределения централизованного теплоснабжения в Финляндии
составляет 94% (теплопотери 6%), поэтому улучшение изоляции не приведет к
значительной экономии энергии тепла.
Новые возможности, открытые развитием компьютерных технологий, используются в
первую очередь при оптимизации эксплуатации, планирования и автоматизации.
Большие коммунальные предприятия разработали системы управления, которые
выдают информацию о выработке тепла и о системе распределения. Они могут быть
дополнены различными прогнозирующими моделями, которые делают оптимизацию
эксплуатационных показателей более точной. Развиваются также системы телеметрии,
используемые на ТЭЦ и в теплосетях. В будущем тепловые компании будут измерять
и отслеживать потребление тепла клиентами (по крайней мере самыми крупными из
них) через телеметрию.
Очень важен поиск лучших методов для локализации повреждений сети. Аварии с
подачей тепла фактически всегда вызваны утечками в теплосети, которые обычно
обусловлены проникновением грунтовых вод через изоляцию трубопровода, что
вызывает коррозию стальных труб теплотрассы. В настоящее время ежегодно
происходит одна утечка на каждые 10 км трубопровода. В среднем, для каждого
клиента теплоснабжение в отопительный сезон прерывается раз в 6 лет, длительность
отключения в среднем составляет 8 часов. Таким образом, надежность
централизованного теплоснабжения составляет по расчетам 99,98% в течение
отопительного сезона.
Экономическое развитие
Около половины затрат на централизованное теплоснабжение - переменные, а другая
половина - постоянные. Главная часть переменных затрат вызвана затратами на
топливо. Капитальные затраты - наиболее важная часть постоянных затрат. Таким
образом, ценовое развитие централизованного теплоснабжения более всего зависит от
цен на топливо и от темпов инфляции. Топливные цены в Финляндии зависят главным
образом от мировых цен на нефть и уголь, а также от налогообложения
теплоснабжения. Цены других видов топлива, например, газа и торфа, зависят
частично от нефтяных и угольных цен.
Бремя капитальных затрат на централизованное теплоснабжение уменьшается в 1990х гг., что является следствием того факта, что большинство капиталовложений в
централизованное теплоснабжения в Финляндии были сделаны около 1980 года, и
затраты на амортизацию этих инвестиций уже уменьшаются.
В Финляндии потребность в теплоснабжение зданий снизилась на 35,5% после первых
нефтяных кризисов. Энергосбережение важно, потому что это снижает ущерб
окружающей среде, вызванный производством энергии. Сохранение энергии также
приносит результаты коммунальным предприятиям, потому что более низкая
энергопотребность означает более низкие затраты. Наиболее выгодные сбережения
достигаются, если не только спрос на энергию, но также и спрос на установленную
мощность может быть снижен, поскольку таким образом можно избежать расширения
производственных мощностей.