Оценка потенциала экономии тепловой энергии в жилых и общественных зданиях
Опыт Kемерово
Ч. 2. Энергосберегающие мероприятия

К. Б. Борисов, канд. техн. наук, ведущий исследователь, Центр энергоэффективности – XXI век (ООО «ЦЭНЭФ-XXI»), Москва

Пакеты мероприятий по повышению эффективности использования тепловой энергии в зданиях

В исследовании оценивались только эффекты от реализации мероприятий, нацеленных на экономию тепловой энергии на нужды отопления и вентиляции, а также горячего водоснабжения (ГВС).

Чтобы можно было варьировать глубину сокращения потребления тепловой энергии в жилых и общественных зданиях, все энергосберегающие мероприятия были разбиты на 4 пакета (табл. 1).

Пакет № 1 (4 мероприятия). Пакет направлен на устранение нерационального расхода теплоты в системах отопления из-за получения избыточного количества тепловой энергии со стороны теплоснабжающих организаций (переотапливание зданий). Помимо этого, он нацелен на уменьшение тепловых потерь во внутридомовых системах отопления и горячего водоснабжения и на поддержание их в состоянии, пригодном для дальнейшей эксплуатации (уменьшение физического износа).

Устранение переотапливания («перетопа») зданий обеспечивается реализацией мероприятий по установке автоматизированных узлов управления и регулирования потребления тепловой энергии (АУУ СО – автоматизированный узел управления системой отопления). Сокращение тепловых потерь во внутридомовых системах достигается внедрением мероприятий по ремонту (замене) трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения в сочетании с тепловой изоляцией (в неотапливаемых помещениях). Также в пакет входит мероприятие по установке циркуляционного трубопровода и насоса в системе ГВС. Реализация этого мероприятия позволит обеспечить постоянную циркуляцию горячей воды и сократить потери со сливами из-за ее остывания.

Средняя стоимость пакета № 1 составляет от 1,4 до 2,7 млн руб. для одного многоквартирного дома

Пакет № 2 (4 мероприятия). В пакете вместо АУУ СО реализуется мероприятие по установке автоматизированного индивидуального теплового пункта (АИТП), что позволит не только устранить «перетоп» зданий, но и постоянно поддерживать температуру горячей воды на заданном уровне. Тем самым устраняется перегрев горячей воды в системе ГВС, обусловленный поступлением избыточного количества тепловой энергии со стороны теплоснабжающих организаций.

Средняя стоимость пакета № 2 варьируется от 1,6 до 3,1 млн руб. для одного многоквартирного дома.

Пакет № 3 (10 мероприятий). Помимо экономии энергии в системах отопления и горячего водоснабжения, пакет направлен на сокращение трансмиссионных тепловых потерь через наружные ограждающие конструкции, а также на уменьшение физического износа и повышение эксплуатационных характеристик зданий. В этом пакете реализация 6 относительно недорогих мероприятий позволяет улучшить теплозащитные свойства (тепловую защиту) наружных ограждающих конструкций зданий.

Такой подход позволяет реализовать первоочередные меры по утеплению жилых и общественных зданий при ограниченном объеме затрат по капитальному ремонту.

Средняя стоимость пакета № 3 составляет от 8,2 до 10,5 млн руб. для одного многоквартирного дома.

Пакет № 4 (11 мероприятий). Данный пакет является наиболее полным и дорогостоящим. Он позволяет полностью решить задачу комплексного энергоэффективного капитального ремонта зданий. В пакет дополнительно включены такие мероприятия, как повышение тепловой защиты наружных стен (утепление фасадов) и окон в квартирах (установка энергоэффективных стекло-пакетов с сопротивлением теплопередаче не менее 1,0 м²•°С/Вт).

Средняя стоимость пакета № 4 от 15,5 до 18,3 млн руб. для одного многоквартирного дома.

Расчеты по 4 пакетам мероприятий были проведены и обработаны по выборке из 100 МКД и 24 общественных зданий. При этом выбранные здания находились в разных частях кривых бенчмаркинга по удельным расходам тепловой энергии на отопление и горячее водоснабжение.

Выборка объектов исследования

При формировании выборки из многоквартирных домов использовались такие критерии, как:

• принадлежность МКД к типовой строительной серии;

• присутствие в выборке трех групп МКД типовой этажности (5-этажные; 9-этажные; 10–16 этажей).

При формировании выборки из общественных зданий отбор производился по наиболее распространенным типам государственных (муниципальных) учреждений, включая следующие группы:

• средние общеобразовательные учреждения;

• дошкольные образовательные учреждения (детские сады и ясли);

• поликлиники;

• административные здания.

Расчет затрат и эффектов от реализации энергосберегающих мероприятий

Для выбранных многоквартирных домов и общественных зданий расчет затрат и эффектов от реализации энергосберегающих мероприятий проводился с использованием программных комплексов «Помощник ЭКР»¹ и «Потенциал экономии энергии»².

Для корректного сравнения зданий с разной этажностью и площадью помещений (общей, жилой, полезной), а также с различным потреблением тепловой энергии определялись следующие основные характеристики пакетов мероприятий:

• удельная стоимость пакета мероприятий (формула (1));

• удельная годовая экономии тепловой энергии (формула (2));

• удельная стоимость экономии тепловой энергии (формула (3));

• удельное сокращение тепловых нагрузок (формула (4));

• простой срок окупаемости пакета мероприятий (формула (5)).

Основные характеристики затрат и эффектов от реализации 4 пакетов мероприятий по повышению эффективности использования тепловой энергии в рассматриваемых зданиях представлены в табл. 2 и на рис. 1. Оценка стоимости пакетов мероприятий, экономии тепловой энергии и сокращения тепловых нагрузок за счет реализации мер по повышению эффективности использования тепловой энергии по средним значениям для всей выборки жилых и общественных зданий показывает, что:

• характеристики пакетов № 1 и № 2 различаются не очень существенно, при этом при переходе от пакета № 1 к пакету № 2 не происходит сокращения тепловых нагрузок;

• по мере расширения состава пакетов и включения дополнительных энергосберегающих мероприятий заметно возрастают как удельная стоимость, так и удельная экономия тепловой энергии. При этом:

– удельная стоимость при переходе от пакета № 1 к пакету № 3 возрастает в 3–4 раза, а при переходе к пакету № 4 в 5,5–6,3 раза;

– удельная экономия тепловой энергии при переходе от пакета № 1 к пакету № 3 увеличивается в 1,5–1,9 раза, а при переходе к пакету № 4 в 2,2–2,7 раза;

– удельное сокращение тепловых нагрузок при переходе от пакета № 1 к пакету № 3 возрастает в 2,6–3,2 раза, а при переходе к пакету № 4 в 5–6 раз;

– сроки окупаемости, средние по выбранным МКД и общественным зданиям, для пакета № 1 составляют 4,8–5,1 года; для пакета № 2 – 5,5…6,0 лет; для пакета № 3 – 8,3…8,9 года; для пакета № 4 – 9,9…10,7 года.

Экстраполяция полученных результатов на все жилые и общественные здания города Кемерово

Результаты расчетов пакетов мероприятий по отобранным 100 МКД и 24 общественным зданиям экстраполированы на всю совокупность жилых зданий и государственных (муниципальных) учреждений, подключенных к системам централизованного теплоснабжения Кемерово. При этом распространяются средние значения удельных показателей для рассматриваемых пакетов мероприятий (табл. 2).

Итоги экстраполяции результатов расчетов пакетов мероприятий на жилые и общественные здания, подключенные к системам централизованного теплоснабжения, приведены в табл. 3 и на рис. 2.

Капитальные затраты на реализацию пакета № 1 или № 2 для жилых и общественных зданий города Кемерово составляют от 8,9 до 10,7 млрд руб. За счет реализации мероприятий, включенных в пакеты № 1 или № 2, возможно получить экономию тепловой энергии 974–1 070 тыс. Гкал (20–27 % от полезного отпуска теплоты потребителям).

Капитальные затраты на реализацию пакета № 3 или № 4 для жилых и общественных зданий города Кемерово – от 32,3 до 54,8 млрд руб. При этом экономия теплоты составляет 1 570–2 745 тыс. Гкал (40–54 % от полезного отпуска теплоты потребителям).

Применение пакетов № 1 и № 2 дает ограниченное сокращение тепловых нагрузок жилых и общественных зданий (147 Гкал/ч, или до 5 % от договорной тепловой нагрузки потребителей).

Реализация пакета № 3 или № 4 позволит сократить тепловые нагрузки жилых и общественных зданий на 405–951 Гкал/ч (14–33 % от договорной тепловой нагрузки потребителей).

Дополнительные эффекты, которые дает реализация пакетов мероприятий по повышению эффективности использования тепловой энергии в жилых и общественных зданиях, расположенных в Кемерово, следующие (табл. 4):

• уменьшение потерь в тепловых сетях при транспортировке тепловой энергии от источников теплоснабжения до потребителей. В городе Кемерово доля потерь в тепловых сетях составляет 20,5 %. Соответственно, каждая единица уменьшения потребления тепловой энергии жилыми или общественными зданиями позволяет дополнительно экономить 20,5 % за счет снижения потерь в тепловых сетях;

• экономия топлива на источниках теплоснабжения города. При реализации пакета № 1 или № 2 сокращение расхода топлива на источниках теплоснабжения составляет 169,2–185,9 тыс. т у. т., а пакета № 3 или № 4 – 272,8…392,6 тыс. т у. т.;

• уменьшение выбросов вредных веществ и сокращение выбросов парниковых газов (ПГ). Основным топливом для источников теплоснабжения в городе Кемерово является уголь, поэтому экономия топлива приводит к значительному сокращению как выбросов вредных веществ, так и выбросов ПГ. При реализации пакета № 1 или № 2 уменьшение выбросов вредных веществ на источниках теплоснабжения составляет 4,6–4,9 тыс. т, а сокращение выбросов ПГ – 440…483,3 тыс. т СО_2ЭКВ, а при применении пакета № 3 или № 4 эти показатели равны соответственно 7,7–10,5 тыс. т и 709,4–1 020,7 тыс. т СО_2ЭКВ.

Выводы и рекомендации

Подводя итог, можно утверждать, что для реализации потенциала экономии тепловой энергии в жилых и общественных зданиях необходимо выполнение следующих условий:

1. Обязательное проведение бенчмаркинга МКД и общественных зданий по уровню энергетической эффективности с построением кривых распределения по удельным расходам тепловой энергии на отопление и горячее водоснабжение. Здания, у которых, согласно экспресс-оценке, потенциал экономии тепловой энергии составляет не менее 25 % от базового уровня расхода энергетических ресурсов, должны в первую очередь включаться в программы энергоэффективного капитального ремонта, а также в программы энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

• Для реализации потенциала экономии тепловой энергии в Кемерово объем энергоэффективного капитального ремонта многоквартирных домов и общественных зданий в период 2021–2033 годов должен составлять не менее 3 800 тыс. м² (22 % от площади эксплуатируемого фонда жилых и общественных зданий). При этом при реализации пакета № 1 или № 2 доля энергоэффективного капитального ремонта МКД должна составлять не менее 1 % в год, общественных зданий – не менее 2 % в год, а для пакета № 3 или № 4, соответственно, не менее 2 % в год для МКД и не менее 3 % в год для общественных зданий.

2. Для реализации потенциала экономии тепловой энергии в рамках энергоэффективного капитального ремонта многоквартирных домов и общественных зданий целесообразно использовать следующие источники финансирования:

• фонды капитального ремонта МКД, которые формируются за счет отчислений на капитальный ремонт как на спецсчетах, так и на счетах регионального оператора;

• финансирование энергоэффективного капитального ремонта МКД за счет средств государственной корпорации – Фонда содействия реформированию жилищно-коммунального хозяйства (ГК ФСР ЖКХ)³;

• софинансирование из бюджетов различных уровней (федеральный, региональный, муниципальный). Согласно практике развитых зарубежных стран, оптимальный уровень бюджетного софинансирования энергоэффективного капитального ремонта жилых и общественных зданий должен составлять примерно 25% от затрат на проект;

• энергосервисные контракты (при создании условий для расширения масштабов их применения в МКД);

• привлечение кредитных ресурсов на финансирование пакетов мероприятий по повышению эффективности использования тепловой энергии в зданиях. При этом должна быть возможность предоставления льгот по обслуживанию этих кредитов.

Литература

1. Борисов К. Б. Бенчмаркинг по уровню энергетической эффективности при капитальном ремонте многоквартирных домов // Энергосбережение. 2021. № 2, 3.

2. Борисов К. Б. Влияние качества теплоснабжения на фактические тепловые нагрузки систем отопления и горячего водоснабжения многоквартирных домов. Опыт Кемерово // Энергосбережение. 2021. № 7, 8.

¹ Разработан ЦЭНЭФ-XXI по заданию государственной корпорации – Фонда содействия реформированию жилищно-коммунального хозяйства.

² Разработан ЦЭНЭФ-XXI по заданию Национального центра энергоэффективности Министерства экономического развития Российской Федерации.

³ Постановление Правительства Российской Федерации от 17 января 2017 года № 18 «Правила предоставления финансовой поддержки за счет средств государственной корпорации – Фонда содействия реформированию жилищно-коммунального хозяйства на проведение капитального ремонта многоквартирных домов».