Графики Электропотребления Санкт-Петербурга, Москвы и Тюмени...
Комплексный подход при разработке программ энергосбережения
После аномально холодной зимы 2005-2006 годов три крупнейших региона России - Москва, Санкт-Петербург и Тюмень - попали в разряд энергодефицитных. За прошедший отопительный сезон число энергодефицитных регионов в России возросло до девяти. Выход из сложившейся ситуации есть - это комплексный подход к внедрению энергосберегающих мероприятий.
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.
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.
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);
- 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.
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.