Концепция реконструкции системы теплоснабжения
Приморского района Cанкт-Петербурга

А. С. Делюкин, председатель Комитета по энергетике и инженерному обеспечению администрации Санкт-Петербурга

 

В последние годы темп роста экономики Санкт-Петербурга в значительной мере опережал общероссийские темпы развития. Рост промышленного производства в Санкт-Петербурге в 2000 году в 2,2 раза превышал тот же показатель по России в целом. По существующим прогнозам Правительства Российской Федерации и независимых аналитиков, в ближайшие два-три года эта тенденция сохранится.

Основной объем инвестиций в Санкт-Петербурге осуществляется в строительство. Происходит непрерывный рост общего объема жилого фонда. Можно с уверенностью сказать, что и по итогам 2001 года эти темпы сохранятся.

Вместе с тем отрицательной тенденцией является неспособность существующей городской инфраструктуры поддержать данный рост. В частности, старение трубопроводов тепловых сетей происходит опережающими темпами по сравнению с вводом новых мощностей. Объем средств, выделяемый за последние 10 лет на ремонт и поддержание в работоспособном состоянии оборудования котельных и тепловых сетей, явно недостаточен для нормальной реновации. Длина тепловых сетей, выработавших свой ресурс, в последние годы существенно возросла.

Оборудование большинства котельных также морально и физически изношено. На них установлены котлы, которые имеют возраст 40–50 лет и в своем большинстве уже сняты с производства.

В связи с вышесказанным, ввиду постоянной нехватки финансирования, а также ростом перспективных тепловых нагрузок, необходимо пересмотреть концепцию развития системы теплоснабжения Санкт-Петербурга как с технической, так и финансово-экономической точек зрения.

Существующее состояние системы теплоснабжения ТЭК

В Санкт-Петербурге используется зависимая по отоплению и открытая по ГВС схема теплоснабжения, в которой системы горячего водоснабжения потребителей присоединяются непосредственно к тепловым сетям, вода для которых готовится на котельных.

Данная схема теплоснабжения развивалась фактически без изменения с 1924 года. В 70-х годах появляются ЦТП, которые незначительно изменили систему, решив лишь вопрос повышения надежности функционирования систем централизованного отопления зданий при авариях и на магистральных сетях.

Около 80% теплового оборудования районных и квартальных котельных ГУП «Топливно-энергетический комплекс Санкт-Петербурга» находится в эксплуатации 25 и более лет, физически и морально изношено и требует коренной реконструкции. Большинство котлов имеет возраст 40–50 лет.

 50% теплопроводов требует капитального ремонта, в том числе около 20% полностью самортизированы.

Основные недостатки существующей системы:

1. Технико-экономические:

- повреждаемость тепловых сетей в 10–20 раз выше, чем при независимой (закрытой) схеме;

- потери тепла в тепловых сетях составляют до 30%;

- значительные потери сетей воды при авариях;

- высокие удельные расходы топлива на производство и транспортировку тепла;

- наличие «перетопа» потребителей в осенний и весенний периоды;

- высокие затраты на эксплуатацию котельных и тепловых сетей;

- отсутствие комбинированной выработки энергии;

- значительные затраты на восстановление дорог, благоустройство территорий после аварий.

2. Социальные:

- низкое качество теплоснабжения потребителей из-за больших потерь тепла и количества повреждений на тепловых сетях;

- отсутствует поставка ГВС в межремонтный период (летний) до одного месяца;

- высокая стоимость услуг по теплоснабжению;

- частые перебои в поставке ГВС и тепла;

- потребитель получает тепла не столько, сколько нужно, а столько, сколько дают.

3. Экологические:

- высокая цветность воды в период пуска тепла;

- большие выбросы в атмосферу газов и тепла от котельных, а также при авариях на тепловых сетях;

- вред окружающей среде, наносимый в результате частых аварий на тепловых сетях, приводящих к нарушению благоустройства и затоплению подвалов жилых зданий и подземных сооружений.

Обоснование выбора зоны реконструкции Приморского района

В настоящее время в Приморском районе Санкт-Петербурга наблюдается стабильный рост жилых площадей как в абсолютном исчислении, так и в расчете на одного человека. Темп промышленного роста в данном районе соответствует экономическим показателям Санкт-Петербурга в целом, который существенно выше общероссийского. Эти факторы обеспечивают постоянный рост нагрузки на систему теплоснабжения района. На ближайшие годы сохранение данной тенденции прогнозируется как официальными службами, так и большинством независимых аналитиков.

В сентябре 2000 года Правительством Санкт-Петербурга одобрены «Основные направления развития энергетики Санкт-Петербурга до 2010 года», а в апреле 2001 года одобрена Концепция реформирования топливно-энергетического комплекса Санкт-Петербурга, которые предусматривают необходимость скорейшей реконструкции системы теплоснабжения Санкт-Петербурга с переводом ее на более энергоэффективный путь развития.

Целесообразность выбора зоны теплоснабжения Приморского района обусловлена следующими факторами:

- Системе теплоснабжения Приморского района присущи те же недостатки, что и для всей системы теплоснабжения топливно-энергетического комплекса Санкт-Петербурга.

- В то же время в Приморском районе ведется активное строительство жилья.

Рост тепловых нагрузок составит:

- 2003 год – 110 Гкал,

- 2005 год – 200 Гкал,

- 2008 год – 350 Гкал.

Реконструкция зоны теплоснабжения Приморского района позволит подключать потребителей (т. е. развивать систему теплоснабжения) по новой схеме теплоснабжения, в результате в дальнейшем не потребуется средств на реконструкцию вновь создаваемых теплоэнергетических мощностей.

Для составления перечня основных мероприятий, реализация которых позволит обеспечить надежное теплоснабжение существующих и покрытие перспективных тепловых нагрузок, рассмотрим существующую систему теплоснабжения Приморского района, а также соответствие имеющихся тепловых мощностей тепловым нагрузкам.

Характеристика системы теплоснабжения Приморского района

Система теплоснабжения Приморского района Санкт-Петербурга представляет собой совокупность восьми районных и квартальных котельных ГУП «ТЭК Санкт-Петербурга», а также восемь угольных котельных, которые обеспечивают теплом окраины города.

- Установленная мощность теплоисточников – 1 414 Гкал/час.

- Подключенная нагрузка – 1 173 Гкал/час.

- Потребление тепла в 2000 году – около 2,5 млн. Гкал.

- Количество ЦТП – 46 шт.

- Количество тепловых сетей – 313 км.

- Дефекты на тепловых сетях составляют 1,87 шт./п.км сети.

- Подключено около 1 714 зданий.

Анализ баланса подключенных тепловых нагрузок и установленных мощностей котельных показывает, что в рассматриваемой системе теплоснабжения Приморского района имеется суммарный избыток установленной тепловой мощности в сравнении с подключенными тепловыми нагрузками в размере 273 Гкал/ч. Однако исходя из фактического назначения котельных, а также их фактического технического состояния и выданных разрешений, ГУП «ТЭК Санкт-Петербурга» вынужден отказывать в подключении жилых домов в новых жилых массивах, т. к. сегодня имеется дефицит более 200 Гкал/ч. Разрешить это противоречие можно путем проведения частичной реконструкции теплоисточников этого района города и оптимизации их нагрузок. Наряду с подключенными и согласованными нагрузками для прогнозирования ситуации с теплоснабжением в Приморском районе необходимо учитывать перспективные нагрузки.

В 2002–2003 годах будет исчерпан имеющийся избыток установленной мощности районных котельных. Дальнейший рост тепловых нагрузок должен быть обеспечен:

- соответствующим расширением действующих котельных;

- передачей от Северо-Западной ТЭЦ;

- строительством новых источников теплоснабжения;

- переходом на закрытую по ГВС схему теплоснабжения.

Планируемые технические решения при проведении реконструкции системы теплоснабжения Приморского района

Реконструкцию зоны теплоснабжения Приморского района следует выполнить поэтапно с выделением в первую очередь наиболее окупаемых мероприятий.

Первый этап

1. Перевод котельных на комбинированную выработку тепловой и электрической энергии.

Реконструкция котельных предполагает:

- установку дополнительного котельного оборудования с целью увеличения установленной мощности районной или квартальной котельных для обеспечения покрытия перспективных тепловых нагрузок и нагрузок ликвидируемых групповых котельных;

- внедрение установок различного типа для комбинированного производства теплоты и электроэнергии;

- проведение реконструкции технологических схем котельных с целью обеспечения работы по независимой схеме присоединения систем отопления и закрытой – горячего водоснабжения потребителей;

- внедрение автоматизированных систем управления и регулирования приводов нагнетательных машин (насосы, дымососы и вентиляторы) с использованием преобразователей частоты;

- полную автоматизацию технологических процессов в котельной;

- реконструкцию деаэрационных установок с переводом их работы на перегретую воду;

- внедрение двухконтурной схемы пароснабжения мазутного хозяйства;

- установку приборов нового поколения для измерения, контроля и учета параметров работы котельной;

- установку водоподготовительного оборудования, предотвращающего коррозию, образование отложений в котлах и трубопроводах тепловой сети, а следовательно, и снижение срока службы, увеличение расходов топлива, электрической энергии и воды.

2. Реконструкция тепловых сетей.

Предлагается выполнить реконструкцию имеющихся и строительство новых тепловых сетей в целях повышения надежности теплоснабжения в районе. Планируется строительство соединительных трубопроводов (закольцовывание) между котельными ГУП «ТЭК Санкт-Петербурга», Северо-Западной ТЭЦ и ведомственными источниками тепла, а также строительство трубопроводов тепловой сети для закрытия некоторых групповых котельных, расположенных в данном районе.

3. Перевод на закрытую схему присоединения ГВС потребителей.

В качестве эффективного средства для увеличения отпуска тепла и повышения надежности теплоснабжения следует рассматривать переход на закрытую по ГВС схему теплоснабжения.

Переход на закрытую схему присоединения систем ГВС обеспечит:

- снижение расхода тепла на отопление и ГВС за счет перевода на качественно-количественное регулирование;

- уменьшение удельных расходов топлива на производство тепла, электроэнергии на перекачку теплоносителя;

- ввод в хозяйственную деятельность помещений закрываемых центральных тепловых пунктов (ЦТП);

- снижение расходов тепла на собственные нужды котельных;

- увеличение срока службы водогрейных котлов, магистральных и квартальных тепловых сетей;

- снижение затрат на эксплуатацию котельных и тепловых сетей.

В конечном результате, после отказа от открытой по ГВС схемы теплоснабжения и перехода на закрытую схему кардинально улучшится качество теплоснабжения потребителей, появится возможность использовать сэкономленную тепловую мощность котельных для теплоснабжения вновь подключаемых потребителей.

4. Закольцовка теплоисточников и тепловых сетей.

Строительство соединительных трубопроводов (закольцовывание) между различными котельными предприятия и ведомственными источниками тепла, реконструкция имеющихся тепловых сетей.

Данное мероприятие позволит оптимизировать эффективность загрузки инженерно-энергетического оборудования системы, повысить надежность теплоснабжения, обеспечить круглогодичное теплоснабжение (горячее водоснабжение) потребителей, перевести процесс теплоснабжения на качественно новый уровень: каждый потребитель, в зависимости от необходимости и платежеспособности, сможет регулировать количество, качество и временной промежуток теплопотребления.

Весь комплекс этих мероприятий позволит значительно снизить потери тепла, повысить надежность теплоснабжения и рационально загрузить установленное оборудование.

5. Закрытие ЦТП, перевод потребителей на ИТП.

Реконструкция систем теплопотребления предусматривает закрытие ЦТП и строительство в отапливаемых зданиях автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов (ИТП). При строительстве ИТП предусматривается:

- установка высокоэффективных пластинчатых теплообменников;

- установка приборов учета количества теплоты, поступающей к абонентам;

- применение систем автоматического регулирования температуры в системе отопления абонентов в зависимости от фактической нагрузки и температуры наружного и внутреннего воздуха отапливаемых помещений;

- применение системы частотного регулирования подачи подпиточных и циркуляционных насосов, обеспечивающей уменьшение потребления электрической энергии нагнетателями котельной и непроизводительных расходов тепла и воды;

- установка новых высокоэффективных конструкций предохранительных устройств;

- оборудование диспетчерских пунктов контроля и управления ИТП.

6. Внедрение АСУ производства и распределения энергии.

Второй этап

На втором, завершающем, этапе реконструкции планируются к выполнению мероприятия, обеспечивающие дальнейший рост перспективных нагрузок, и вывод из эксплуатации, и возможную дальнейшую реконструкцию Чернореченской котельной, полный переход на закрытую схему теплоснабжения по ГВС, прокладку магистральных теплопроводов между Северо-Западной ТЭЦ и котельными Приморского района и другие мероприятия.

В частности, предлагается выполнить:

- реконструкцию зоны теплоснабжения Чернореченской котельной;

- реконструкцию восьми угольных котельных (12 Гкал) в пригородах Приморского района;

- реконструкцию системы центрального отопления и ГВС потребителей с применением энергоэффективных технологий, оборудования и материалов;

- прокладку магистральных теплопроводов между Северо-Западной ТЭЦ и котельными Приморского района.

Преимущества перехода на новую систему теплоснабжения:

- снижение себестоимости реализуемого тепла на 25–30%;

- снижение удельного потребления тепла на 25–30%;

- снижение удельного расхода условного топлива на 3–4%;

- снижение затрат на приобретение электроэнергии;

- исключение случаев «перетопа» в осенне-весенний периоды;

- возможность подключения дополнительной нагрузки за счет экономии тепловой энергии и уменьшения объема ввода дополнительных мощностей;

- снижение расходов тепла на собственные нужды котельных;

- увеличение срока службы водогрейных котлов, магистральных и квартальных тепловых сетей;

- сокращение количества тепловых сетей в сети (ГВС от ЦТП);

- снижение затрат на эксплуатацию котельных и тепловых сетей;

- улучшение экологической обстановки в данном микрорайоне;

- использование зданий 46 ЦТП на коммерческие цели.

Оценка капитальных затрат и экономической эффективности

Мероприятия первого этапа потребуют вложения средств в объемах, показанных в таблице с полученным экономическим эффектом.

Таким образом, суммарный экономический эффект составит по всем мероприятиям 326,5 млн. руб. в год на период реализации проекта с учетом динамики индекса потребительских цен. Ожидается, что произойдет снижение себестоимости реализуемой тепловой энергии по котельным Приморского района ориентировочно на 27%.

Таблица

Мероприятия первого этапа Капитальные затраты, млрд. руб. Экономический эффект, млн. руб. Итого: 1,884 326,5

Варианты бюджета денежных потоков для возврата инвестиций

Общим допущением для всех вариантов принято:

- Сумма привлеченных средств 1,884 млрд. руб., в том числе:

1 год заимствования – 907 млн. руб.;

2 год заимствования – 977 млн. руб.

- Срок возврата инвестиций определяется с момента начала реализации инвестиционного проекта.

- В отсутствие утвержденной тарифной политики для ГУП «ТЭК Санкт-Петербурга» в расчетах денежных потоков используется прогнозная оценка динамики индекса потребительских цен.

- Экономический эффект от снижения себестоимости:

1-й год – 10%;

2-й год – 20%;

3-й и последующие годы – 27%.

- При расчете бюджета денежных потоков принята действующая система налогообложения.

- При расчете обслуживания долга принята единая ставка процентов по кредиту.

Первый вариант

Погашение кредита и обслуживание долга за счет чистой прибыли ГУП «ТЭК Санкт-Петербурга», полученной от реализации тепловой энергии в зоне инвестиционного проекта:

- срок возврата инвестиций 7,3 года;

- общие выплаты по возврату и обслуживанию кредита 3,233 млрд. руб.

Второй вариант

Погашение кредита и обслуживание долга за счет чистой прибыли «ТЭК Санкт-Петербурга», полученной от реализации в зоне проекта, а также за счет 25% от чистой прибыли всего предприятия:

- срок возврата инвестиций 6,5 лет;

- общие выплаты по возврату и обслуживанию кредита 2,991 млрд. руб.

Третий вариант

Погашение кредита и обслуживание долга за счет чистой прибыли «ТЭК Санкт-Петербурга», полученной от реализации в зоне проекта, а также использования чистой прибыли предприятия, при условии погашения кредита равными частями в течение пяти лет после завершения выполнения объемов работ в зоне инвестиционного проекта:

- срок возврата инвестиций 7 лет;

- общие выплаты по возврату и обслуживанию кредита 2,878 млрд. руб.

Четвертый вариант

Предлагается на пять лет увеличить уровень рентабельности ГУП «ТЭК Санкт-Петербурга» на 3%. В этом случае погашение кредита и обслуживание долга предусматривается за счет чистой прибыли ГУП «ТЭК Санкт-Петербурга», полученной от реализации тепловой энергии в зоне инвестиционного проекта, а также дополнительной чистой прибыли предприятия:

- срок возврата инвестиций 5,2 года;

- общие выплаты по возврату и обслуживанию кредита 2,639 млрд. руб.

Возможные формы привлечения финансирования проекта

В настоящее время в качестве наиболее эффективного метода привлечения финансирования предлагается организация облигационного займа.

Займ может быть организован по одной из двух альтернативных систем:

- Облигационный займ Санкт-Петербурга;

- Облигационный займ ГУП «ТЭК Санкт-Петербурга».

 По первой схеме эмитентом облигаций будет выступать Администрация Санкт-Петербурга.

В этом случае город будет нести полную ответственность за выплату процентов и основной суммы долга.

 Во втором случае эмитентом выступает – ГУП «ТЭК Санкт-Петербурга».

В этом случае необходимо предоставление инвесторам дополнительных гарантий города по возврату вложенных средств.

Выводы

Целью разработанной концепции развития системы теплоснабжения Приморского района Санкт-Петербурга является:

1. Анализ проблем, связанных с обеспечением теплоснабжения одного из самых проблемных и динамично развивающихся районов Санкт-Петербурга – Приморского.

2. Формирование совокупности мероприятий для обеспечения надежного теплоснабжения Приморского района и покрытия перспективных нагрузок.

3. Ориентировочная оценка капитальных затрат на реализацию предлагаемых мероприятий.

4. Ориентировочная оценка сроков окупаемости капитальных вложений, необходимых для реализации предлагаемых мероприятий.

По результатам работы над данной концепцией были сделаны выводы:

1. Переход к закрытой схеме позволит снизить себестоимость производства и транспортировки теплоты, повысит надежность и качество теплоснабжения.

2. В качестве «пилотной» зоны для реализации проекта предлагается наиболее динамично развивающийся Приморский район Санкт-Петербурга.

3. Реконструкция системы теплоснабжения Приморского района с переводом ее на закрытую схему подключения ГВС позволит подключить часть перспективных потребителей без создания новых теплоэнергетических мощностей.

4. Текущее состояние системы тепловых сетей требует реконструкции с заменой существующих теплопроводов, прежде всего, со сроком службы более 15–25 лет на теплопроводы с долговечным антикоррозийным покрытием и высокоэкономичной тепловой изоляцией на основе полимерных материалов.

5. Для повышения надежности теплоснабжения Приморского района и рациональной, экономичной загрузки оборудования котельных в различные периоды отопительного сезона необходимо создание радиальных связей между трубопроводами тепловой сети от различных котельных и ТЭЦ.

6. В 2002–2003 годах будет исчерпан имеющийся избыток установленной мощности котельных рассматриваемого района. Дальнейший рост тепловых нагрузок может быть обеспечен:

- переходом на закрытую по ГВС схему теплоснабжения;

- соответствующим расширением действующих котельных;

- передачей мощности от Северо-Западной ТЭЦ;

- строительством новых источников теплоснабжения.

7. Комплекс мер по реконструкции системы теплоснабжения Приморского района включает в себя работы по четырем направлениям: строительство соединительных трубопроводов (закольцовывание) между различными котельными предприятия и ведомственными источниками тепла; реконструкция имеющихся тепловых сетей; реконструкция квартальных и районных котельных; реконструкция систем теплопотребления с переходом на закрытую схему по ГВС, предусматривающая закрытие ЦТП и строительство в отапливаемых зданиях автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов (ИТП).

8. Для реализации программы комплексной реконструкции системы теплоснабжения Приморского района необходимы капиталовложения в количестве 3,579 млрд. руб., в том числе:

котельные – 1,706 млрд. руб.;

тепловые сети – 827 млн. руб.;

системы потребления тепла (ИТП) – 1,046 млрд. руб.

Учитывая значительный объем капитальных затрат, реконструкцию предлагается проводить в два этапа.

9. Мероприятия первого этапа реконструкции следует выполнить с выделением в первую очередь наиболее окупаемых мероприятий:

- реконструкция и прокладка тепловых сетей;

- перевод котельных на совместную выработку тепловой и электрической энергии;

- перевод на закрытую схему присоединения системы ГВС потребителей;

- перевод потребителей на ИТП;

- автоматизация процессов производства, распределения и потребления тепловой энергии;

- внедрение частотного регулирования насосного оборудования котельных.

10. Для реализации первого этапа программы потребуется привлечение 1,884 млрд. руб. Снижение себестоимости реализуемого тепла в Приморском районе после выполнения первого этапа реконструкции составит 27%.

11. Разработанная в программе стратегия развития и реконструкции системы теплоснабжения Приморского района во многом репрезентативна как для других районов Санкт-Петербурга, так и для крупнейших городов страны.