Комплексный подход при разработке программ энергосбережения

Н. В. Филатов, заместитель генерального директора ОАО «Объединение ВНИПИэнергопром»

Рассмотрим на примере Москвы, что такое энергетический кризис, основываясь на цифры и факты. На рис. 1 представлен суточный график нагрузки на энергосистему Московского региона за несколько самых холодных дней (16–20 января 2006 года), из которого видно, что абсолютный максимум энергопотребления достиг 16 200 МВт, при этом были введены ограничения примерно на 600 МВт.

Рисунок 1. График потребления электрической мощности Московского региона за период 16–20 января 2006 года

Если проследить динамику развития региона, то станет очевидно, что, начиная с 1995 года, темп роста потребления мощности составил 150 %. Естественно, генерация и пропускная способность сетей не растут такими темпами.

На рис. 2 изображены суточные графики электропотребления некоторых дней отопительного сезона 2005–2006 годов. Измерения проводились по средам (в рабочие дни распределение нагрузки сильно отличается от распределения в выходные дни), и были выбраны дни с различной температурой наружного воздуха. Из графиков видно, что величина нагрузки растет при снижении температуры наружного воздуха. Можно сделать вывод, что с началом отопительного сезона электроэнергия активно используется на отопительные нужды, т. е. на дополнительное электроотопление, воздушные завесы, электрокалориферы, теплые полы и т. д. Это явление в масштабах города достигает критических размеров и может привести к перегрузкам системы энергообеспечения и существенному дефициту мощности.

Рисунок 2. Суточные графики электропотребления в зависимости от температуры наружного воздуха

Отметим некоторые причины, способствующие столь быстрому росту потребления мощности:

– отсутствие ранее существовавшего жесткого порядка выдачи разрешений на неэффективное использование электроэнергии для отопительных целей;

– использование электроэнергии на отопление различных временных легко возводимых объектов мелкорозничной торговли и услуг никак не регламентировано; достаточность тепловой защиты ограждающих конструкций этих временных объектов никем не рассматривается (рис. 3);

Рисунок 3. Тепловая защита ограждающих конструкций павильонов (съемка тепловизором в зимний период)

– отсутствие заинтересованности со стороны энергоснабжающих организаций в каком-либо учете и контроле за нагрузкой электроотопления, за использованием мощности, т. к. основная задача – это сбор средств за отпущенную электроэнергию;

– отсутствие стимулирующих тарифов для экономии электроэнергии, идущей на отопление.

Павильоны, киоски, палатки часто бывают несанкционированно подключены к электрощитовым жилых домов. В период устойчивых холодов такие объекты «съедают» 3–5 % мощности, а именно столько ее и не хватает в пиковые часы нагрузки.

Ситуация непростая и требует самого активного вмешательства. Например, согласно инструкции Госгортехнадзора от 1992 года, использование электроэнергии на нужды отопления возможно только с применением накопителей тепла (теплоаккумуляторов), которые в России применяются уже около 15 лет на различных объектах. Они нагреваются электроэнергией только в ночное время, когда действует пониженный ночной тариф, а потом отключаются и отдают накопленное тепло в течение всего дня, тем самым разгружают пиковые часы. Была сделана попытка смоделировать перевод всей электрической нагрузки, идущей на отопление помещений, на теплоаккумуляторы, и получена практически прямая линия суточного графика энергосистемы (рис. 4). Таким образом, простое соблюдение забытой, но действующей инструкции может значительно упростить ситуацию и снизить дефицит энергии.

Рисунок 4. Влияние электроотопления на выравнивание графиков нагрузки

Другой аспект этой проблемы – рост электропотребления в бытовом секторе при резком снижении температуры наружного воздуха – является следствием неудовлетворительной работы систем теплоснабжения. Для того чтобы исключить дополнительный обогрев с использованием электрообогревателей, необходима тщательная подготовка тепловых сетей и внутренних отопительных систем жилых домов и других объектов к зиме, необходим анализ всех жалоб на недостаточное отопление и устранение причин, их вызвавших.

Понимая, что ввод новых генерирующих мощностей занимает не менее 5 лет, перспективы решения обозначенной проблемы очевидны:

1. Учитывая темпы роста нагрузки электропотребления, в ближайшее время не обойтись без внедрения энергосберегающих мероприятий.

2. Необходима срочная разработка городской и окружных программ энергосбережения с указанием мероприятий, которые приносят реальный эффект по высвобождению мощности и снижают энергопотребление.

3. Учитывая то, что на сегодняшний день для Московского региона дефицитом является электрическая мощность, в первую очередь усилия должны быть направлены на сокращение электропотребления, в особенности в пиковые вечерние часы отопительного сезона при устойчивых морозах.

В настоящее время ОАО «ВНИПИэнергопром» приступило к разработке Программы энергосбережения в г. Москве. Разработка Программы по эффективному использованию энергоресурсов города, региона, территории – это не разовая акция: начавшись, эта работа должна вестись постоянно. Программа энергосбережения будет комплексной, с охватом всех групп потребителей электроэнергии, тепла, воды и, в конечном итоге, направлена на снижение потребления топлива.

В конечном варианте будет разрабатываться единая схема энергообеспечения региона с учетом всех энергетических потоков. В этой схеме раздел «Энергосбережение» приобретает новую значимость. Самым сложным будет изменить психологию по отношению к этому способу экономии энергии и высвобождения мощности.

Средства, вложенные в энергосберегающие технологии, окупаются в срок от нескольких месяцев до 5–7 лет, что во много раз быстрее, чем при строительстве новых генерирующих мощностей. Учитывая тенденцию роста цен на природный газ, сроки окупаемости затрат на энергосберегающие технологии и оборудование будут снижаться, а мероприятия, которые сегодня считаются высокозатратными, станут востребованы.

По предварительным расчетам, потенциал энергосбережения Москвы на первом этапе постановки задачи по снижению электропотребления в пиковые периоды оценивается величиной до 10–15 %. Потенциал полномасштабного энергосбережения в теплопотреблении при комплексном подходе может составить не менее 50 %.

Ярким примером того, каких результатов можно добиться, служит активная работа Комитета по энергосбережению при Совете Министров Республики Беларусь. Комитетом ставятся и выполняются стратегические задачи, в результате которых за последние 5 лет рост ВВП составил 142 %, при этом энергопотребление выросло всего на 6,5 %, а энергоемкость ВВП снизилась до 74 %. Общий объем финансирования энергосбережения составил 1,2 млрд долл. США. До 2010 года планируется дальнейшее снижение энергоемкости еще на 26–30 % с наращиванием финансирования до 1 млрд долл. США в год.

Рост экономики России не должен сдерживаться энергодефицитом, поэтому энергосбережение сегодня – единственный и безальтернативный инструмент, который в гораздо более сжатые сроки и наименее затратным способом (по сравнению со строительством генерирующих мощностей) может позволить снизить энергопотребление, не снижая темпов роста промыш-ленности и строительства, и достичь показателей энергоемкости ВВП развитых стран.