1103-00

Системное энерго- и ресурсосбережение как предпосылка климатической адаптации мегаполисов

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Facebook
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Опубликовать в Яндекс

Гашо Е.Г., канд. техн. наук, доцент НИУ МЭИ, председатель комиссии по экологии, энергетике и устойчивому развитию Общественной палаты г. Москвы;

Говорин А.В, аспирант НИУ МЭИ, Центр экологической промышленной политики Минпромторга РФ

Активное развитие городов и агломераций на планете зачастую приводит к негативным экологическим последствиям. Города хотя и защищают жителей от негативных климатических влияний, но при этом забирают в качестве платы сопутствующие урбанизации последствия – чрезмерную концентрацию, бесконтрольную автомобилизацию, загрязнение атмосферы и водоемов и др. Как свидетельствуют исторические документы, многие города создавались в первую очередь для защиты людей от внешних врагов или суровой природы. Где-то было больше врагов (в Европе или Азии), где-то больше суровой природы (на большинстве территории России). Поэтому российские города изначально более приспособлены к климатическим изменениям в силу наличия более мощных и разветвленных систем жизнеобеспечения.

К примеру, суммарная мощность системы теплоснабжения Санкт-Петербурга такова (около 34,5 ГВт (т)), что она способна в целом «согреть» столицы всех четырех Скандинавских стран и тройку самых холодных городов Канады (рис.1). Только резерв тепловой мощности энергоисточников города таков, что его хватит для теплоснабжения Воронежа или Нижнего Новгорода. Для устойчивого обеспечения населения, потребителей социальной сферы, объектов промышленной и деловой отраслей энергией, энергоносителями и коммунальными ресурсами в Санкт-Петербурге работают тринадцать ТЭЦ ОАО ТГК-1, шесть ведомственных ТЭЦ, 273 котельные ГУП «ТЭК СПб», 253 котельные ООО «Петербургтеплоэнерго» и прочие источники. Общая установленная тепловая мощность источников города Санкт-Петербурга, обеспечивающая балансы покрытия присоединенной тепловой нагрузки, составляет около 30 тыс Гкал/ч, из них 50% составляет установленная тепловая мощность ТЭЦ и 50% – мощность котельных [1].

ТЭЦ Санкт-Петербурга играют ключевую роль в теплоснабжении потребителей города тепловой энергией, покрывая чуть больше половины тепловой нагрузки всех потребителей. При этом имеется значительный резерв установленной тепловой мощности. Да и вся энергосистема Ленинградской области и Санкт-Петербурга характеризуется значительным избытком базовых электрических генерирующих мощностей, не востребованных потребителями. Существует ярко выраженная зависимость производства электрической энергии на Ленинградской АЭС и ТЭЦ Санкт-Петербурга: ввод в эксплуатацию энергоблоков Ленинградской АЭС-2 приведет к вытеснению из баланса электрической энергии и мощности теплофикационной выработки ТЭЦ, возникнут предпосылки к увеличению стоимости тепловой энергии от ТЭЦ [2].

Второй важной особенностью энергокомплекса города является значительное количество небольших котельных. Муниципальные котельные ГУП «ТЭК СПб» являются поставщиками тепла в 13 административных районах города. ООО «Петербургтеплоэнерго» располагает большим количеством маломощных котельных (из 286 котельных 154 – мощностью до 5 Гкал/ч, 87 – до 10 Гкал/ч) и осуществляет теплоснабжение преимущественно на территории исторического центра Санкт-Петербурга: Адмиралтейский, Центральный и Петроградский административные районы города.

Рисунок 1. Соотношение численности населения и климатической потребности в отоплении Санкт-Петербурга и ряда других городов планеты

Рисунок 1. Соотношение численности населения и климатической потребности в отоплении Санкт-Петербурга и ряда других городов планеты

Как видно из рис.2, и на крупных городских ТЭЦ теплофикационное оборудование загружено значительно хуже электрогенерирущего, в среднем – с коэффициентом использования мощности в пределах 11–20%. По-прежнему существенно недогружена по тепловой нагрузке крупная и современная Северо-Западная ТЭЦ. Все это приводит к значительным перерасходам топлива на выработку электрической (и особенно тепловой) энергии, лишним выбросам в атмосферу, тепловому загрязнению города.

Первоначально в соответствии с мероприятиями программы Санкт-Петербурга в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности, утвержденной постановлением Правительства Санкт-Петербурга от 27.07.2010 №930, при корректировке схемы принято снижение тепловой нагрузки в зоне централизованного теплоснабжения на 2025 год за счет энергосбережения на ~20% от существующей подключенной тепловой нагрузки к теплоисточникам, из них на 2015 год ~ 5–10%.

Тем не менее, в реальности тепловые нагрузки в зоне централизованного теплоснабжения на 2025 год не уменьшились, более того, они увеличились на 3,9%. При кажущемся снижении тепловых нагрузок на уровне 2015 года не подтвержденные в предыдущие годы приросты, вероятнее всего, при корректировке схемы теплоснабжения сдвинуты на 2025 год без учета «отложенного спроса», сложившегося по отчету на 2010 год [1].

 

Рисунок 2. Коэффициент использования установленной мощности крупных ТЭЦ Санкт-Петербурга

Рисунок 2. Коэффициент использования установленной мощности
крупных ТЭЦ Санкт-Петербурга

Для повышения эффективности работы энергокомплекса мегаполиса отношение электрической и тепловой мощности теплофикационных установок в энергосистеме должно соответствовать структуре потребления электрической и тепловой энергии. В этой связи при актуализации схемы теплоснабжения Санкт-Петербурга требуется оптимизация состава оборудования ТЭЦ [2]. При разработке схем и программ развития электроэнергетики (СиПР) Санкт-Петербурга, Ленинградской области необходимо их согласование со схемой теплоснабжения города, учитывающее влияние рынка электрической энергии и мощности на надежность и эффективность теплоснабжения потребителей Санкт-Петербурга.

Соответственно, энергосистема города имеет существенные резервы экономии топлива и выбросов в атмосферу как на стороне генерации, так и у потребителей, в повышении доли теплофикации, закрытии мелких котельных, органичной увязке между собой генеральных схем тепло-, электро- и топливоснабжения региона, учете интересов Ленинградской области.

Как отмечалось выше, Санкт-Петербург – это крупная метасистема, сочетающая в себе органическое единство техносферы, биосферы и социума. Приоритеты климатической стратегии мегаполисов – энергоресурсосбережение, развитие транспортной инфраструктуры, реновация жилого фонда, активная модернизация всех элементов «зеленого каркаса», становление и развитие новой важной отрасли городской экономики – климатической адаптации[1]. На следующем уровне – пространственная адаптация (управление альбедо поверхности, развитие зеленой инфраструктуры, элементы новой урбанистики, сбалансированное освоение промзон и реновация) [3].

В отличие от Москвы, реализовавшей за истекшее десятилетие масштабную программу энергосбережения на источниках, в сетях и у потребителей [3], Санкт-Петербург имеет значительные резервы использования своих уникальных местных ресурсов, сокращая тем самым выбросы и воздействие на окружающую среду. Подобно Стокгольму, город имеет серьезный потенциал использования низкопотенциальной энергии Финского залива [4] для теплоснабжения зимой и холодоснабжения летом. Значительное количество низкопотенциального тепла круглый год выбрасывает метрополитен, его использование целесообразно для снеготаяния в зимний период и для охлаждения в зимний [5].

Важнейшим резервом энергосбережения является рост загрузки ТЭЦ в течение года, это могут быть и применение тригенерации, поэтапный отказ от небольших котельных (а их в городе свыше трех сотен), активное использования в зонах малой и средней плотности тепловых нагрузок тепловых насосов разной мощности. Именно такой комплексный подход, учитывающий различные отмеченные особенности энергосистемы, позволит выявить ключевые резервы повышения эффективности как ключевого элемента климатической адаптации.

Повышение эффективности ТЭК наряду с остановкой бесконтрольной урбанизации и дикой автомобилизации в городе на первом этапе, а далее сбалансированность темпов строительства недвижимости, инфраструктуры и биосферы в целом [6] – таковы главные шаги к устойчивому развитию Санкт-Петербурга. Эта сбалансированность техносферы и биосферы есть главный приоритет климатической адаптации, новый ресурс и резерв качественного роста и рывка города в экономике XXI века.

 

Литература

  1. Схема теплоснабжения Санкт-Петербурга до 2031 года. Сайт Администрации Санкт-Петербурга.
  2. Белобородов С.С., Юферев Ю.В. Перспективы развития ТЭЦ Санкт-Петербурга в современных условиях // «Энергосовет». 2017. №2.
  3. Приоритеты устойчивого развития Москвы: энергоэффективность, снижение уязвимости, климатическая адаптация. Доклад на конференции «Экологические проблемы Московского региона». 25.10.2017 г.
  4. Тепловые насосы в промышленности и коммунальной инфраструктуре. Информационно-методическое издание / Е.Г. Гашо, С.А. Козлов, В.С. Пузаков, Р.Н. Разоренов и др. М., Издательство «Перо», 2017 г.
  5. Васильев Г.П., Горнов В.Ф. Теплонасосные системы теплохладоснабжения объектов Московского метрополитена. /// АВОК. 2018. №1.
  6. Белобородов С.С. Cнижения эмиссии СО2: развитие когенерации или строительство ВИЭ? // «Энергосовет». 2018. №1.

[1] Речь идет о производстве товаров для диагностики погодных аномалий, биодобавок и адаптогенов, одежды и обуви, максимально приспособленной к климатическим условиям мегаполиса

 

Создать комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *