А. С. Некрасов (стр. 3 из 5)

ххххххххххххххххххххххххх

Рис. 23. Дисбалансы между требуемым количеством тепла
для отопления (––) и подведенным по реестрам
теплоснабжающих организаций (---)

В этом случае дисбалансы энергопотребления зданий поглощаются сетью, которая дополнительно выполняет функцию аккумулирования тепловой энергии. Потери энергии (эксергии) происходят еще и при смешивании потоков с разной температурой, тем самым дополнительно ухудшая термодинамические преимущества комбинированной выработки теплоты и электроэнергии. Таким образом, нерасчетные режимы в распределенных системах теплоэнергоснабжения требуют других методических принципов анализа.

Распределенная система теплообеспечения функционально обеспечивает приемлемую доставку энергоносителей разного потенциала тысячам потребителей, и задача эффективно сочетать это с регулированием функционально не предусматривалась. Осуществлять же приемлемое балансовое регулирование только централизованным образом практически невозможно.

Именно возникающие дисбалансы энергии разного потенциала являются главным фактором снижения расчетной эффективности функционирования, физических потерь энергоресурсов или потерь качества (потенциала) энергоносителей, аварийных ситуаций. В отличие от электроэнергии, тепловая энергия является энергоносителем меньшего потенциала и существенно меньшего качества (эксергии), в ряде случаев являясь «тепловыми отходами» (при комбинированной выработке тепла и электроэнергии на ТЭЦ). Потребление тепловой энергии в коммунальном комплексе практически на порядок превосходит потребление электрической энергии в связи с нуждами отопления, горячего водоснабжения. В отличие от электропотребления, тепловое потребление в течение отопительного сезона сильно (в 5-6 раз) варьируется в связи с климатическими условиями.

Степень взаимодействия, взаимообусловленности между элементами в теплоэнергетических комплексах «слабей», чем в электросистемах по времени реакции, степени концентрации энергии: отклики на воздействие могут достигать «соседей» через минуты и даже часы. При этом разные элементы системы обладают различной инерционностью, тепловой устойчивостью к воздействию влияющих факторов. Системы теплоэнергоснабжения, таким образом, более инерционны, в большей степени подвержены агрессивным воздействиям внешней среды.

Регулирование теплопотребления в этой связи осуществляется с запаздыванием, если речь идет только о централизованном регулировании, и должно сочетаться с распределенным регулированием у элементов. При его отсутствии нарушения режимных характеристик распределительных сетей приводят к ухудшению теплоотдачи, завышению температур обратной сетевой воды, что отрицательно влияет и на функционирование источника (турбин ТЭЦ). При этом потери тепловой энергии, как правило, возрастают, что опять через обратные связи ухудшает общую эффективность системы.

Хххххххххххххххххххххх

При такой постановке проблемы соответствующие «экологические ниши» появляются у различного оборудования – от утилизаторов тепла до детандер-генераторов, подтопочных устройств, тепловых насосов, аккумуляторов энергии. Кстати говоря, одно из наиболее эффективно и часто применяемых устройств – частотно-регулируемый привод насосов воды, в полной мере является удачной иллюстрацией такого распределенного управления энергопотреблением. Развитые энергетические инфраструктуры (табл.18) и оптимизация их режимов, в любом случае являются предпосылкой более полного использования всего потенциала энергоносителей.

Выше уже отмечалось, что ситуация в каждой распределенной системе теплоснабжения является достаточно уникальной, и требует кропотливого анализа для нахождения как частных, так и системных решений. В первую очередь системный эффект даст согласование теплоэнергетических нагрузок и наладка теплогидравлических режимов сетей, и в этой связи выглядят несколько странным полагаться на предлагаемые в качестве очередной «энергетической панацеи» солнечные нагреватели, встроенные автономные источники, системы «поквартирного отопления» и другие маркетинговые «новинки» производителей [25]. Надежность резервирования, степень централизации теплоэнергоснабжения, таким образом, оказываются куда более серьезным фактором обеспечения жизненно важных потребностей общества в виде комплекса различных энергоресурсов, чем скороспелые решения сооружения различных автономных источников тепловой энергии.

Помимо утилизации дисбалансов, т.е. сокращения трансакционных издержек, в терминах логистики, необходимо анализировать и общие инфраструктурные эффекты. Локальность взаимовлияния инфраструктуры и энергоисточников не вполне правильно оценивать только масштабом затрат или выгод. Например, строительство мощной АЭС 3000-4000 МВт – достаточно локальное мероприятие, так как продукция электростанции поступает в энергосистему мощностью десятки и сотни миллионов кВт и слабо влияет на баланс мощности и цену энергии. Функционирование же атомной станции теплоснабжения АСТ – на порядок менее мощное и менее дорогое сооружение – полностью меняет систему цен на тепло в регионе, где она сооружается. В связи с этим некоторые мелкие котельные закрываются как нерентабельные, крупные котельные меняют режим работы и становятся резервными, пиковыми. Таким образом, сооружение АСТ – нелокальное мероприятие, существенно меняющее оптимальные режимы функционирования всей инфраструктуры энергообеспечения. Инфраструктурные преимущества, которые дает эксплуатация АСТ, играют существенную роль в энергетике региона.

Хххххххххххххххххххххх

По округу в целом такая программа в капитальных вложениях обойдется в 462 млн. руб., что позволит измерять и оплачивать по факту 86% всех потребляемых в округе ресурсов. Системы учета на объектах с нагрузкой свыше 0,5 Гкал/час окупаются практически за год-полтора, при меньшей нагрузке сроки окупаемости возрастают. В жилом и офисном фонде ЦАО крупных потребителей немного и основная нагрузка приходится на дома с тепловой нагрузкой от 0,1 до 0,25 Гкал/час. Как показали расчеты и их практическое подтверждение, установка систем измерения для потребителей с нагрузкой от 0,15 Гкал/час и выше, целесообразна и окупается с учетом технического обслуживания за несколько лет. Распределение коммунальных потребителей с нагрузкой свыше пороговой по районам крайне неравномерно (рис. 44). Установка узлов учета в приоритетной части жилого фонда, достигающей 35-60% количества зданий, приносит существенную экономию в рамках территории. Эти здания потребляют 75-90% всего тепла, отпускаемого районам [23].

Рис. 44. Суммарные нагрузки отопления районов ЦАО
для установки систем учета

Хэхххххххххххх

Литература

1. Аракелов В.Е. Методические основы экономии энергоресурсов.- М.: Энергоиздат, 1990 г.

2. Беседина М.С., Гашо Е.Г., Зайцев А.Ф. Методика регионального энергоанализа. Учебное пособие. М.: Издательство «Дело», 1992 г.

3. Беседина М.С., Гашо Е.Г., Зайцев А.Ф. Региональный энергоанализ // Информационный Бюллетень Центрального научно-исследовательского института управления, экономики и информации, 1993. № 3.

4. Бочаров Ю.Л., Фильваров Г.И. Производство и пространственная организация городов. – М.: Стройиздат. 1987. 256 с.

5. Гагарин В.Г. Экономические аспекты повышения теплозащиты ограждающих конструкций зданий в условиях «рыночной экономики» // Новости теплоснабжения. 2002. № 1.

6. Гашо Е.Г., Зайцев А.Ф. Анализ региональных инфраструктур и развитие: методический инструментарий // Сб. ст.: “Циклы природных процессов, опасных явлений и экологическое прогнозирование”. М., 1992.

7. Козлов А.Т., Гашо Е.Г., Зайцев А.Ф. Эколого-экономические проблемы региона. Монография. Воронеж: «Квадрат», 1995.

8. Гашо Е.Г. Энергетика в развивающемся мире – фактор разрушения или стабилизации // Зеленый мир. 1995. № 24

9. Гашо Е.Г., Спиридонов А.Г. Функциональные особенности отопительных систем и комплексная оценка их эффективности // Новости теплоснабжения. 2001. №3.

10. Гашо Е.Г., Раков В.И. О функциональном подходе к оценке энергоэффективности энергообеспечивающих комплексов // Сб. трудов первой Всероссийской электронной научно-технической конференции «Аэродинамика, механика и аэрокосмические технологии». Воронеж, 2001.

11. Гашо Е.Г. Энергия без опасности // Энергия: техника, энергетика, экология, 2001. № 8, с.6-12.

12. Гашо Е.Г. Энергетика как фактор стабильности и интеграции. Инфраструктурные и энергетические преимущества функционирования атомной станции теплоснабжения // Информационный Бюллетень Центрального научно-исследовательского института управления, экономики и информации, 2001, № 9.

13. Гашо Е.Г. Диссипативные структуры и их роль в протекании энергообменных процессов // Сб. трудов второй Всероссийской научно-технической конференции «Прикладные задачи механики и тепломассообмена в авиастроении». Воронеж, ноябрь 2001.

14. Гашо Е.Г., Вакулко А.Михайлов С.А. Методические материалы к проведению энергетического аудита // Энергосбережение. 2001. № 6.

15. Гашо Е.Г., Козырь А.В. Опыт и проблемы реализации регионального балансового подхода на территории мегаполиса //Новости теплоснабжения. 2002. № 2. с.42-46

16. Гашо Е.Г., Козырь А.В. Опыт и проблемы применения регионального балансового подхода на территории мегаполиса // Сб. трудов Первой Всероссийской школы-семинара молодых ученых и специалистов «Энергосбережение-теория и практика». М.: МЭИ, апрель 2002.

17. Гашо Е.Г., Михайлов О.Ю. Информационно-методические и правовые проблемы повышения эффективности теплоснабжения в регионах // Новости теплоснабжения. 2002. № 8, с.13-17.