Сайт научно-технического журнала «Инженерные системы. АВОК Северо-Запад»

Применение энергоэффективных технологий для предприятий ВКХ: возможности и проблемы

Автор:

Г. А. Самбурский, руководитель проектов РАВВ

В настоящее время деятельность предприятий водопроводно-канализационного хозяйства (ВКХ) регулируется совокупностью нормативно-правовых актов, каждый из которых вводит соответствующие требования и ограничения, а также имеет определенные стимулирующие составляющие. В целом можно говорить, что в части применения энергоэффективных решений предприятия ВКХ не находятся в сфере прямого регулирования со стороны Федерального закона ФЗ 261 «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности…» (рис. 1).

Рис. 1. Федеральные законы, имеющие отношение к деятельности предприятия ВКХ в части энергоэффективности

Отраслевым законом для водоснабжения и водоотведения (Федеральный закон от 07.12.2011 № 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении») введены показатели надежности, качества, энергетической эффективности объектов централизованных систем горячего водоснабжения, холодного водоснабжения и (или) водоотведения (далее — целевые показатели), которые применяются для контроля за исполнением обязательств концессионера, арендатора и организации, осуществляющих горячее водоснабжение, холодное водоснабжение и (или) водоотведение, по реализации инвестиционной программы, производственной программы, в целях регулирования тарифов и исполнения иных обязательств.

Рис. 2. Схема целевых показателей

В качестве подзаконного акта Министерством строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ совместно с заинтересованными федеральными органами исполнительной власти выпущен приказ № 162/пр от 04 апреля 2014 года, утверждающий перечень целевых показателей, согласно которому к показателям надежности, качества, энергетической эффективности объектов централизованных систем горячего водоснабжения, холодного водоснабжения и (или) водоотведения относятся:

а) показатели качества воды (в отношении питьевой воды и горячей воды);

б) показатели надежности и бесперебойности водоснабжения и водоотведения;

в) показатели очистки сточных вод;

г) показатели эффективности использования ресурсов, в том числе уровень потерь воды (тепловой энергии в составе горячей воды).

Очевидно, что позиции, связанные с эффективностью использования ресурсов (рис. 3), в наибольшей степени имеют отражение при формировании программ энергосбережения.

Рис. 3. Направления энерго- и ресурсосбережения для предприятия ВКХ

Данные, собранные организациями — членами РАВВ, говорят о том, что потенциал энергосбережения в ВКХ РФ значительно выше, чем в передовых странах. Энергоемкость производства 1 м³воды в среднем в России — 1.04 кВт-ч (в Москве — 0.49 кВт-ч). В то время как в Берлине — 0.27 кВт-ч, в Шанхае — 0.28 кВт-ч (http://raww.ru/node/2469). Собранная РАВВ статистика для городов с населением в пределах 0,5 млн человек энергопотребление в ВКХ, представленная на рис. 4, наглядно сегментирует возможности управленческих решений для достижения максимального эффекта в части энергоэффективности.

Рис. 4. Основные направления энергоэффективности ВКХ

Известные решения для ВКХ, отвечающие критериям энергоэффективности и обладающие типовым сроком окупаемости, — это применение частотно-регулируемых приводов (ЧРП), оптимизация работы насосных и компрессорных станций, совершенствование теплоизоляции (рис. 5).

Рис. 5. Типовые решения для ВКХ

Учитывая то, что в настоящее время набирает силу новый подход, согласно которому очистка сточных вод — это процесс утилизации составляющих ее химических веществ и элементов, имеющих энергетическую, удобрительную и др. ценность, а также тепловой энергии сточных вод, ассоциация внимательно следит за проектами в данном направлении. Надо отметить, что в настоящий момент имеются реализованные проекты, где достижение энергетической самообеспеченности очистных сооружений без дополнительных источников энергии является реальным фактом — уже в 2004 году сооружения г. Штрасс (Австрия) достигли 108% энергообеспеченности. Однако подобные проекты становятся жизнеспособными только при стимулирующем законодательстве, т. е. соответствующей государственной поддержке.

Рис. 6. Пример современной технологической схемы со сбраживанием осадка (для КОС, принимающих 100 тыс. м³/сут.), автор проекта Д. А. Данилович, РАВВ

Рис. 7. Пример формирования процессов энергосбережения при использовании управляемых воздуходувок по сравнению с нерегулируемыми воздуходувками в условиях неравномерности изменения технологических нагрузок (авторы проекта — В. И.  Баженов,, А. Н. Эпов, ЗАО «Водоснабжение и водоотведение», И. В. Баженов, МГТУ им. Н.Э. Баумана)

Рис. 8. Иллюстрация подбора места расположения и диаметров регуляторов на сетях водопровода г. Тюмени. Произошло снижение избыточного давления в сети при обеспечении всех потребителей услугой в полном объеме (Д. А. Бычков, ООО «ТЮМЕНЬ ВОДОКАНАЛ»)

а)                                                                             б)

Рис. 9. Пример энергообеспечения для очистных сооружений: а — баланс энергии на сооружениях, выраженный в ХПК; б — динамика распределение потребления энергии на сооружениях (авторы проекта — А. Я. Ванюшина, ЗАО «Экополимер-М», B. Wett  ARAconsult GmbH, Innsbruck, Austria, M. Hell Deputy Plant  Manager, Head of Laboratory, AIZ, Strass i.Z., Austria)

В качестве инструмента, позволяющего инициировать энергоэффективные проекты, РАВВ рекомендует обязательное использования при закупках оборудования критерия «совокупная стоимость использования — LCC». Совокупная стоимость пользования является универсальным и проверенным методом сравнения любой техники, и мы полагаем, что данный метод следует сделать обязательным в России. РАВВ настоятельно рекомендует для предприятий ВКХ вносить в конкурсную документацию при реализации большинства контрактов (энергосервис, поставка, «под ключ» и т. п.) пункт о необходимости предоставления расчета величины совокупной стоимости владения, согласно формуле:

LCC = Cic + Ce + Cm + Cin + Co + Cenv + Cd,

где Cin — стоимость монтажа и пусконаладки; Co — заработная плата обслуживающего персонала; Сenv — затраты на защиту окружающей среды; Cd — затраты на утилизацию; Cm — затраты на ремонт и техобслуживание; Cic — начальная или капитальная стоимость; Ce — затраты на электроэнергию.

На рис. 10 представлена совокупная стоимость по регулируемым воздуходувкам за срок службы 25 лет (тариф 2,4 руб. за 1 кВтч), а на рис. 11 — сравнение 2-расчетных методик: 1 — в привычной форме (без учета инфляции и дисконта), 2 — с использованием механизма регулирования затрат во времени.

Рис. 10. Структура совокупной стоимости затрат по воздуходувке

Рис. 11. Расчет LLC по воздуходувкам (С. Е. Березин, ЗАО «Водоснабжение и водоотведение»)

С точки зрения инвестиций при выборе технологического решения по системам аэрации аэротенков сооружений биологической очистки важным вопросом является выбор способа регулирования воздуходувки

Если рассматривать потенциал внедрения энергоэффективных решений, то надо исходить из возможностей отдельно взятого предприятия ВКХ. Объективно, текущая ситуация мало способствует внедрению энергоэффективных решений. Судите сами: экономика предприятий ВКХ часто убыточна (рис. 12). При этом мероприятия по энергоэффективности часто сопряжены с серьезными капитальными затратами. В этой связи для предприятий ВКХ часто бывает невыгодной реализация программ энергоэффективности, т. к. при этом финансовые показатели могут демонстрировать большую убыточность (рис. 13 а, б).

Рис. 12. Данные по убыточности предприятий ВКХ

а) схема в отсутствии серьезной модернизации

б) схема с учетом внедрения современного оборудования

Рис. 13. Ограничения при принятии решений о модернизации

Другие проблемы, тормозящие развитие и применение энергоэффективного оборудования, во многом связаны со следующими проблемами: возможности модернизации предприятия ВКХ решает через тарифную политику. С одной стороны, рост доли электроэнергии в себестоимости услуг предприятий ВКХ опережает рост тарифов, формируя, казалось бы, положительную мотивацию в части энергоэффективности (рис. 14). Однако оплата электроэнергии предприятиями ВКХ производится авансовым методом, а сами предприятия ВКХ получают средства по факту потребленной услуги, что порождает кассовые разрывы у предприятий ВКХ. Срок окупаемости энергоэффективных проектов — более 5 лет. Дополнительным сдерживающим фактором служит низкая фондоотдача ВКХ по сравнению с электроэнергией и теплоснабжением.

Рис. 14. Некоторые проблемы, мешающие развивать энергоэффективные проекты

Опыт работы предприятий ВКХ позволяет предположить необходимые мероприятия того, чтобы энергоэффективные проекты не становились формальностью. Полагаем, что минимальные программы государственной поддержки должны включать:

• налоговые послабления для мероприятий по модернизации оборудования;
• изменения механизмов финансирования региональных программ по модернизации коммунальной инфраструктуры, на возвратной (до 30 лет) и платной основе (под 3% годовых);
• государственно-частное кредитование проектов по исполнению норм санитарно-эпидемиологического и экологического законодательства на длительные сроки в рамках концессионных соглашений.

Учитывая вышеприведенные данные, а также непредсказуемости экономических условий, приходится констатировать, что в настоящий момент без внешней (государственной) поддержки реализовывать серьезные мероприятия по энергоэффективности предприятиям ВКХ весьма проблематично.

Литература

1. Федеральный закон от 07.12.2011 № 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении».
2. Приказ Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 04 апреля 2014 г. № 162/пр.
3. Федеральный закон РФ от 23.11.2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
4. НДТ Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения. ISSN 2409-0530. Выпуски 1, 3, 4 — 2014 г.

Скачать статью в pdf — формате: Применение энергоэффективных технологий для предприятий ВКХ: возможности и проблемы