CC BY
26
Оригинальная статья / Original article УДК 332.145
DOI: http://dx.doi.org/10.21285/1814-3520-2018-6-169-182
МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ВЫБОРУ ПЕРВООЧЕРЕДНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ В СИСТЕМАХ КОММУНАЛЬНОЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ НА ПРИМЕРЕ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ
© В.А. Стенников1, Т.В. Добровольская2, О.А. Еделева3, А.В. Пеньковский4, И.В. Постников5
Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук, 664033, Российская Федерация, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 130.
РЕЗЮМЕ. ЦЕЛЬ. Представлено описание двухэтапного подхода к выбору территорий для проведения первоочередных мероприятий по повышению энергетической эффективности в системах коммунальной теплоэнергетики регионов. МЕТОДЫ. Проведены аналитические исследования существующего состояния коммунальной теплоэнергетики Иркутской области, ранжирование, а также дано определение приоритетных территорий для проведения первоочередных мероприятий в коммунальных системах теплоэнергетики на основе двухуровневого методического подхода, ориентированного на основные критериальные показатели эффективности их функционирования. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Дается характеристика коммунальной теплоэнергетики области, анализируются проблемы, ставятся задачи по их устранению, предлагается методический подход, позволяющий выявить наиболее проблемные территории для реализации необходимых мероприятий по улучшению ситуации. В качестве критериев используются достаточно чувствительные для потребителей и бюджета показатели, в их числе тарифы, субсидии, расходы на топливо и др. Предлагаются перспективные направления модернизации и повышение эффективности систем, в рамках которых намечается реализация первоочередных мероприятий по обеспечению оптимального функционирования и развития коммунальной теплоэнергетики рассматриваемого региона. ВЫВОДЫ. В соответствии с поставленными задачами по обеспечению высокого уровня эффективности функционирования коммунальной теплоэнергетики области формируются основные направления развития коммунального теплоэнергетического комплекса, ориентированного на инновационные преобразования. Ключевые слова: коммунальная теплоэнергетика, коммунальная инфраструктура, котельные, теплоснабжение, мероприятия, муниципальное образование.
Информация о статье. Дата поступления 18 апреля 2018 г.; дата принятия к печати 21 мая 2018 г.; дата онлайн-размещения 29 июня 2018 г.
Формат цитирования: Стенников В.А., Добровольская Т.В., Еделева О.А., Пеньковский А.В., Постников И.В. Методический подход к выбору первоочередных мероприятий в системах коммунальной теплоэнергетики на примере Иркутской области // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2018. Т. 22. № 6. С. 169-182. DOI: 10.21285/1814-3520-2018-6-169-182
1Стенников Валерий Алексеевич, член-корреспондент, доктор технических наук, директор, e-mail: sva@isem.irk.ru Valery A. Stennikov, Corresponding Member, Doctor of technical sciences, Director of the Institute, e-mail: sva@isem.irk.ru
2Добровольская Татьяна Владимировна, ведущий инженер, e-mail: makarova@isem.irk.ru Tatiana V. Dobrovolskaya, Leading Engineer, e-mail: makarova@isem.irk.ru
3Еделева Ольга Алексеевна, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, e-mail: edel@isem.irk.ru Olga A. Edeleva, Candidate of technical sciences, Senior Researcher, e-mail: edel@isem.irk.ru
4Пеньковский Андрей Владимирович, научный сотрудник, e-mail: penkoffsky@isem.irk.ru Andrey V. Penkovsky, Researcher, e-mail: penkoffsky@isem.irk.ru
5Постников Иван Викторович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, e-mail: postnikov@isem.irk.ru
Ivan V. Postnikov, Candidate of technical sciences, Senior Researcher, e-mail: postnikov@isem.irk.ru
A METHODICAL APPROACH TO HIGH PRIORITY MEASURES SELECTION IN MUNICIPAL HEAT SUPPLY ON EXAMPLE OF THE IRKUTSK REGION
V.A. Stennikov, TV. Dobrovolskaya, O.A. Edeleva, A.V. Penkovsky, I.V. Postnikov
Melentiev Energy Systems Institute SB RAS,
130, Lermontov St., Irkutsk, 664033, Russian Federation
ABSTRACT. PURPOSE. The paper describes a two-stage approach to the selection of the territories for the implementation of high priority measures to improve energy efficiency in the regional municipal heat supply systems. METHODS. The current state of the Irkutsk region municipal heat supply sector was subjected to the analytical studies and ranking. Using a two-level methodical approach oriented to the main criterial indicators of area operation efficiency the territories for the implementation of high priority measures in the municipal heat supply systems were determined. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. The regional municipal heat supply sector is characterized, the problems are analyzed and the tasks for their elimination are set. A methodical approach is proposed allowing to identify the most troubled territories for the implementation of necessary measures to improve the situation. Indicators, which are quite sensitive for consumers and the budget including tariffs, subsidies, fuel costs and others, are used as criteria. The paper proposes promising directions of modernization and efficiency improvement of the systems within which high priority measures are planned to be implemented in order to ensure the optimal operation and development of the municipal heat supply sector of the region under investigation. CONCLUSIONS. In accordance with the tasks for ensuring high efficiency level of municipal heat supply sector operation in the region the main development directions for the communal heat supply sector have been formulated with the focus on the innovative transformations.
Keywords: municipal heat supply sector, municipal infrastructure, boiler houses, heat supply, measures, municipality Information about the article. Received April 18, 2018; accepted for publication May 21, 2018; available online June 29, 2018.
For citation. Stennikov V.A., Dobrovolskaya T.V., Edeleva O.A., Penkovsky A.V., Postnikov I.V. A methodical approach to high priority measures selection in municipal heat supply on example of the Irkutsk region. Vestnik Irkutskogo gosudar-stvennogo tehnicheskogo universiteta = Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2018, vol. 22, no. 6, pp. 169-182. DOI: 10.21285/1814-3520-2018-6-169-182 (in Russian).
Введение
Коммунальная теплоэнергетика является одной из самых проблемных отраслей в Иркутской области, это вызвано физическим и моральным износом основного оборудования, высокими тарифами на тепловую энергию, нестабильностью теплоснабжения для ряда населенных пунктов. Нередки чрезвычайные ситуации, связанные с нехваткой топлива (например, ситуация в г. Вихоревке в 2016 г.), экономической нестабильностью (ситуация с теплоэлектроцентралью (ТЭЦ) в г. Байкальске, 2017 г.) и
др. Возникающие проблемы требуют всестороннего анализа и принятия комплексных и взвешенных решений по коммунальной теплоэнергетике. Для их подготовки и обоснования предлагается использовать методический подход, обеспечивающий формирование приоритетных территорий региона для реализации комплексных мероприятий по улучшению систем коммунальной теплоэнергетики, являющийся одним из элементов системного подхода для анализа и подготовки предложений по устранению существующих проблем.
Краткая характеристика теплоснабжения Иркутской области
В настоящее время источниками тепловой энергии в Иркутской области являются 12 ТЭЦ ПАО «Иркутскэнерго» и 3 ТЭЦ различных ведомств, около 1010 отопительных и промышленных котельных на органическом топливе, из них 198 электробойлер-
ных, а также большое количество теплоутилизационных установок (ТУУ) и индивидуальных отопительных печей. Суммарная установленная мощность источников тепловой энергии в Иркутской области составляет примерно 23,6 тыс. Гкал/ч, при этом около 67,8% установленной тепловой мощности
приходится на ТЭЦ, порядка 16,9% - на котельные, оставшиеся 15,3 % - на прочие установки.
Источниками тепловой энергии Иркутской области за 2016 г. произведено 40,4 млн. Гкал, что на 12,9% ниже уровня 2010 г.67 [1-3]. Производство тепла котельными за этот же период уменьшилось на 4,3%. Наибольшее его сокращение в 2016 г. относительно уровня 2010 г. наблюдалось на электробойлерных, где оно уменьшилось до 65,3% в 2016 г. Это, главным образом, обусловлено ростом тарифов на электроэнергию. Очевидно, что и в перспективе будет наблюдаться тенденция вытеснения электробойлерных из структуры теплоисточников. Производство тепла на ТУУ и прочих установках за семилетний период сократилось на 25,3%.
В 11 городах области (Ангарск, Бай-кальск, Братск, Железногорск, Зима, Иркутск, Саянск, Усолье-Сибирское, Усть-Илимск, Черемхово, Шелехов) действуют теплоснабжающие системы с одной или несколькими ТЭЦ. Наиболее крупные из них
Проблемы коммунальной те
Современная ситуация в сфере коммунальной теплоэнергетики и теплоснабжении Иркутской области характеризуется следующими проблемами:
1. Неудовлетворительный технический уровень систем коммунального теплоснабжения. По техническому уровню (низкий уровень оснащения автоматикой, системами регулирования), износу основных фондов (65% и более), воздействию на окружающую среду теплоснабжение области находится в наихудшем среди отраслей топливно-энергетического комплекса (ТЭК) положении и значительно отстает от европейского уровня. Устаревшие технические
имеют разветвленные тепловые сети с радиусами теплоснабжения до 15 км и диаметрами головных участков до 1200 мм. Общая протяженность тепловых сетей в области в 2016 г. составила 3914,8 км. Доля тепловых сетей, нуждающихся в замене, достигает 35,4%, из которых 677 км (17%) являются ветхими67 [1-3].
В настоящее время потребление тепловой энергии в области составляет около 35,6 млн. Гкал в год, что на 2,2% ниже уровня предыдущего года, падение теп-лопотребления отмечается по всем категориям потребителей. Снижение произошло за счет прочих отраслей, которые включают (кроме строительства, транспорта и сельского хозяйства) торговлю, сбыт и т.д. Уменьшение теплопотребления этими видами деятельности связано с началом кризисных явлений в экономике. Другим фактором снижения теплопотребления является относительный спад в производстве теплоемких производств области, таких как целлюлозно-бумажная и деревообрабатывающая промышленность [4].
ергетики Иркутской области
решения не позволяют эффективно транспортировать и использовать тепловую энергию, что приводит к огромным перерасходам топлива и энергии, в экономном использовании которых не заинтересованы ни теплоснабжающие организации, ни потребители [3].
2. Низкая эффективность котельных. Большое количество мелких котельных (77 % от общего количества) с высокими удельными расходами топлива (250-400 кг у.т./Гкал), обусловленными техническим состоянием, конструктивными недостатками, отсутствием систем автоматики и механизации, некачественным ведением процесса
Использование топливно-энергетических ресурсов в Иркутской области, 2016 г.: статистический бюллетень. Иркутск: Иркутскстат, 2017. 33 с. / Use of fuel and energy resources in the Irkutsk region, 2016: Statistical Bulletin. Irkutsk: Irkutskstat, 2017. 33 p.
Использование топливно-энергетических ресурсов в Иркутской области, 2015 г.: статистический бюллетень. Иркутск: Иркутскстат, 2016. 28 с. / Use of fuel and energy resources in the Irkutsk region, 2015: Statistical Bulletin. Irkutsk: Irkutskstat, 2016. 28 p.
сжигания топлива. Использование в котельных рядового угля с большим содержанием мелких фракций, длительная эксплуатация котлов на низкой нагрузке (15-40% от номинальной) еще более обостряют ситуацию [4, 5]. Сокращение доли ТЭЦ в общем балансе производства тепловой энергии за рассматриваемый период с 2009 по 2013 год с 72,3% до 65,9% и увеличение доли котельных с 20,6% до 27,6% снижает удельные показатели эффективности теплоснабжения, ухудшает экологическую обстановку в регионе.
3. Значительный износ оборудования и тепловых сетей в связи с несвоевременным их ремонтом и заменой. В настоящее время физический износ основного и вспомогательного оборудования котельных превышает 50%, а тепловых сетей - более 47%, в отдельных системах он превышает 70% 8,9.
4. Гидравлическая разрегулирован-ность теплоснабжающих систем, обусловленная несвоевременным проведением работ по наладке их теплогидравлических режимов, отсутствием автоматики и регулирующих устройств снижают качество теплоснабжения и ведут к увеличению сверхнормативных потерь тепловой энергии.
5. Большие потери тепловой энергии в трубопроводных сетях. Эффективность систем транспорта в последние годы продолжает снижаться, что связано с высоким износом тепловых сетей и нерациональными режимами их эксплуатации. Потери в тепловых сетях продолжают возрастать, в среднем по системам области за прошедший год они составили около 14%, а по данным реальных обследований они еще выше. Их рост в основном связан со старением оборудования тепловых сетей (ухудшением качества тепловой изоляции и гидравлической плотности коммуникаций) [5].
6. Проблемы тарифообразования в регионе. В связи с принятыми изменениями
к Федеральному закону «О теплоснабжении» об отказе от государственного регулирования тарифов на тепловую энергию согласно Федеральному Закону «О внесении изменений в Федеральный закон «О теплоснабжении», предлагается новый принцип формирования цены на тепловую энергию, основанный на методе альтернативной котельной [6]. Он заключается в том, что тариф на тепловую энергию принимается по уровню удельной стоимости строительства новой котельной, включая ее безубыточность и возврат инвестиций. Все существующие источники тепла будут продавать тепловую энергию по цене не выше альткотель-ной. Таким образом, планируется определение предельного порога цены на тепловую энергию, которая по оценкам экспертов может быть в 2 раза выше существующих тарифов на тепло для нашего региона.
7. Угроза возникновения бесконтрольных монополий в виде единых теплоснабжающих организаций (ЕТО). В соответствии с ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «О теплоснабжении», ЕТО принимает решение о согласовании вывода в ремонт и из эксплуатации источников тепловой энергии, тепловых сетей, что может повлечь за собой необоснованные и энергетически неэффективные решения по объектам коммунальной теплоэнергетики.
8. Некачественная и несвоевременная разработка схем теплоснабжения, что не способствует своевременному планированию развития теплоснабжающих систем и реализации мероприятий по их реконструкции для повышения эффективности и качества обеспечения потребителей тепловой энергией. Схемы теплоснабжения подлежат утверждению в 161 муниципальных образований (МО), по факту на 1 октября 2014 года утверждено в 136 МО или 84,5%10
9. Отсутствие перспективных региональных программ развития ЖКХ, комму-
8Экспресс-информация. О работе коммунального хозяйства области в 2016 гг. Иркутск: Иркутскстат, 2016. 6 с. / Express information. On the operation of public utility services in 2016 in Irkutsk region. Irkutsk: Irkutskstat, 2016. 6 p.
9Статистический ежегодник Жилищно-коммунальное хозяйство Иркутской области в 2016 г. Иркутск: Иркутскстат, 2017. 80 с. / Annual yearbook of statistics. Housing and public utility sector of the Irkutsk region in 2016. Irkutsk: Irkutskstat, 2017. 80 p.
нальной теплоэнергетики области, энергетической стратегии региона. Программы комплексного развития систем коммунальной инфраструктуры в области утверждены в 256 МО из 427 МО или 60%. Последняя разработка программы по энергосбережению в области сделана в 2011 г., последняя Энергостратегия Иркутской области разрабатывалась в 2008-2009 гг.
Устранение существующих проблем
Методический подход к выбору для коммунальной
В основу методического подхода ранжирования и выбора МО для реализации первоочередных мероприятий по повышению эффективности работы коммунальной теплоэнергетики и теплоснабжения положен основополагающий принцип расчета и анализа существующих технико-экономических показателей функционирования теплового хозяйства рассматриваемых территорий [5] и расположения их по мере убывания численных значений этих показателей (рис. 1).
Состав показателей (можно назвать их критерии, индикаторы), на основе которых производится оценка энергетической ситуации в МО, приведен на рис. 1, этап 1. Их получение и анализ составляет сущность первого этапа методического подхода. Выбор первоочередных мероприятий можно осуществлять на основе одного или нескольких критериев в зависимости от наличия информации о них или возможности расчета.
На втором этапе выбираются муниципальные образования, для которых значение хотя бы одного из критериев превышает заданный уровень, затем из полученного списка в первую очередь отбираются те, которые имеют наибольшее количество критериев, превышающих пороговый уровень (рис. 1, этап 2). В качестве порогового значения может приниматься, например,
в теплоэнергетике и теплоснабжении области, с одной стороны, требует определения приоритетных мероприятий для реализации, а, с другой - выбора первоочередных территорий, где они могли бы быть внедрены и принесли бы наибольший энергоэкономический эффект. Для решения этих задач предлагается методический подход, имеющий универсальный характер и учитывающий особенности территорий.
первоочередных мероприятий
теплоэнергетики
среднее значение рассматриваемого показателя относительно всех МО. Одним из важных показателей оценки энергетической ситуации является себестоимость поставки тепловой энергии потребителям, которая определяет тариф на нее. Многие котельные коммунального комплекса Иркутской области работают с высокими эксплуатационными затратами, обусловленными как перерасходом топлива вследствие низкого коэффициента полезного действия (КПД), так и высокими ценами на топливо прежде всего в северных районах. Это приводит к формированию высоких тарифов на тепловую энергию для населения, их уровень показан на рис. 2. Компенсация разницы между экономически обоснованными (соответствующими себестоимости) и действующими тарифами на тепло во многих регионах обеспечивается их субсидированием, поэтому реально представить ситуацию с теплоснабжением по существующим уровням тарифов достаточно сложно. Однако независимо от этого они представляют некоторую картину по мотивации направлений модернизации коммунальной теплоэнергетики.
Показатели субсидий на реализацию первоочередных мероприятий по модернизации объектов теплоснабжения и подготовке к отопительному сезону объектов ком-
10Об утверждении государственной программы Иркутской области "Развитие жилищно-коммунального хозяйства Иркутской области" на 2014-2018 годы: постановление Правительства Иркутской области № 446-пп от 24.10.2013 г. / On the approval of the state program of the Irkutsk region "Development of housing and public utility sector in the Irkutsk region" for the period from 2014 to 2018: Order of the Government of the Irkutsk region no. 446-pp of 24 October 2013.
мунальной инфраструктуры, отнесенные к объему потребления тепла населением и коммунально-бытовой сферой в муниципальных образованиях Иркутской области, представлены на рис. 3.
Удельный показатель субсидирования МО Иркутской области позволяет более
достоверно выявить (по сравнению с тарифами, которые регулируются субсидированием) первоочередные территории области, где необходимо безотлагательное решение проблем коммунальной теплоэнерге-
Объемы удельного потребления первичных энергоресурсов, т у.т./чел. / Volumes of specific consumption of primary energy resources, toe/person
Удельные затраты на закупку топлива, руб./чел. / Specific costs of fuel purchase, rub/person
Субсидии на компенсацию разницы между экономически обоснованными и действующими тарифами на тепло, руб./Гкал / Subsidies to compensate the difference between economically feasible and current heat tariffs, rub/Gcal
Тарифы на тепло, руб./Гкал / Heat tariffs, rub/Gcal
Этап 1 / Step 1
Удельный показатель субсидирования МО по модернизации объектов теплоснабжения и подготовке к отопительному сезону, руб./Гкал / Specific index of municipal entity subsidizing for the modernization of heat supply facilities and preparation for the heating season, rur/Gcal
Состояние основных производственных фондов коммунального комплекса / Status of major production assets of the utilities sector
Этап 2 / Step 2
Определение порогового уровня значений каждого из критериев для региона / Determination of the threshold values of each criteria for the reaion
__T _
Выбор МО со значениями критериев, превышающими пороговый уровень хотя бы по одному из критериев / Selection of municipal entities with the criteria values exceeding the threshold level for one criterion at
least
Выбор МО, имеющих наибольшее количество критериев, превышающих заданный уровень / Selection of municipal entities with the largest number of criteria exceeding the preset level
Рис. 1. Двухэтапный подход по ранжированию и выбору территорий для проведения первоочередных мероприятий по повышению энергетической эффективности в системах коммунальной
теплоэнергетики
Fig. 1. A two-stage approach for ranking and selection of territories for high priority measures implementation in order to improve energy efficiency in communal heat supply systems
"Статистический ежегодник Муниципальные образования Иркутской области в 2016 г. Иркутск: Иркутскстат, 2017. Ч. 1. 66 с. / Annual yearbook of statistics Irkutsk region municipalities in 2016. Irkutsk: IrkutskStat, 2017. Part 1. 66 p. 12Интегральная оценка социальной устойчивости муниципальных образований Приангарья. Аналитическая записка. Иркутск: Иркутскстат, 2017. 40 с. / Integral assessment of social sustainability of the Angara region municipalities. Analytical note. Irkutsk: Irkutskstat, 2017. 40 p.
13Финансы муниципальных образований Иркутской области. Аналитическая записка. Иркутск: Иркутскстат, 2017. 29 с. / Finance of Irkutsk region municipalities. Analytical note. Irkutsk: Irkutskstat, 2017. 29 p.
Примечание / Note. МО Балаганский район /Balagansk district municipality; МО Братский район / Bratsk district municipality; Усть-Кутское МО / Ust-Kut municipality; МО Нижнеилимский район / Nizhne-Ilimsk district municipality; Иркутское районное МО / Irkutsk district municipality; Зиминское районное МО / Zima district municipality; МО Казачинско-Ленский район / Kazachinsko-Lensky district municipality; МО г. Тулун / Tulun town municipality; МО Мамско-Чуйского района / Mamsko-Chuisky district municipality; МО Слюдянский район / Slyudyanka district municipality; Ольхонское районное МО / Olkhon district municipality; МО г. Бодайбо / Bodaibo town municipality; МО Эхирит-Булагатский район / Ekhirit-Bulagatsky district municipality; МО Качугский район / Kachug district municipality; Усольское районное МО / Usolie district municipality; МО Тулунский район / Tulun district municipality; МО Жигаловский район / Zhigalovo district municipality; МО Нижнеудинский район / Nizhneudinsky district municipality; МО Куйтунский район / Kuitun district municipality; МО Заларинский район / Zalari district municipality; МО Тайшетский район / Taishet district municipality; Чунское районное МО / Chuna district municipality; Киренское районное МО / Kirensk district municipality; МО г. Черемхово / Cheremkhovo town municipality; МО г. Свирск / Svirsk town municipality; МО Нукутский район / Nukutsky district municipality; Зиминское городское МО / Zima town municipality; Черемховское районное МО / Cheremkhovo district municipality; Ангарское городское МО / Angarsk town municipality; Шелеховский муниципальный / Shelekhov district municipality; Районное МО Усть-Удинский / Ust-Udynsky district municipality; МО Аларский район / Alarsky district municipality; МО г. Братск / Bratsk town municipality; МО г. Саянск / Sayansk town municipality; МО г. Усолье-Сибирское / Usolie-Sibirskoe town municipality; МО г. Усть-Илимск / Ust-Ilimsk town municipality; МО Катангский район / Katangsky district municipality.
Рис. 2. Средние текущие тарифы на коммунальные услуги, установленные регулирующими органами для населения, подлежащие применению в МО Иркутской области Fig. 2. Average current tariffs for utilities established by regulators for the population subject to application
in the Irkutsk region municipalities
Выбор МО для проведения первоочередных мероприятий осуществляется исходя из заданного уровня субсидирования, например, при пороговом значении удельного показателя субсидирования, равного среднему значению субсидий - 452,34
руб./Гкал, первоочередными будут 11 муниципальных образований: Катангский, Аларский, Нижнеудинский, МО города Бодайбо и района, Усть-Кутское МО, Тулунский, Жигаловский, Шелеховский, Качугский, Тайшетский, Боханский районы (рис. 3).
Примечание / Note. Катангский район /Katangsky district; Аларский район / Alarsky district; Нижнеудинский район / Nizhneudinsky district; МО г. Бодайбо и района / Bodaibo town and district municipality; Усть-Кутское МО /Ust-Kut municipality; Тулунский район / Tulun district; Жигаловский район / Zhigalovo district; Шелеховский район / Shelekhov district; Качугский район / Kachug district; Тайшетский район / Taishet district; Боханский район / Bokhan district; Зиминский район / Zima district; г. Свирск /Svirsk town; Заларинский район / Zalari district; Киренский район / Kirensk district; Усть-Удинский район / Ust-Udynsky district; Казачинско-Ленский / Kazachinsko-Lensky district; Усть-Илимский район / Ust-Ilimsk district; Усольское районное МО / Usolie district municipality; Мамско-Чуйский район / Mamsko-Chuisky district; Балаганский район / Balagansk district; Слюдянский район / / Slyudyanka district; Куйтунский район / Kuitun district; Братский район / Bratsk district; Черемховское районное МО / Cheremkhovo district municipality; Иркутское районное МО / Irkutsk district municipality; Ольхонское районное МО / Olkhon district municipality; Чунское районное МО / Chuna district municipality; г. Тулун /Tulun town; Зиминское городское МО / Zima town municipality; Нижнеилимский район / Nizhne-Ilimsk district; г. Черемхово / Cheremkhovo town; г. Саянск / Sayansk town; Ангарское городское МО / Angarsk town municipality.
Рис. 3. Удельный показатель субсидирования МО Иркутской области, 2016 г. Fig. 3. Specific indicator of Irkutsk region municipalities subsidization, 2016
08882120
Одним из показателей, характеризующих состояние и эффективность функционирования основных производственных фондов объектов коммунальной теплоэнергетики, является коэффициент использования установленной мощности котельных (рис. 4). Для Иркутской области этот коэффициент неравномерно распределен по территориям в диапазоне от 51% до 27%, что обусловливает неэффективную работу котельных, а достаточно высокий резерв мощности увеличивает финансовую нагрузку на бюджет и население. Для нормальной работы достаточно иметь резерв на уровне 25% (рис. 4 - сплошная черная линия). Вместе с тем только 8 из представленных на рисунке МО имеют близкий к данному уровню показатель. Все другие МО обладают значительным избытком мощности, низкая загруженность котельных приводит к неоптимальным режимам, перерасходам топлива, а в отдельных случаях - к невозможности нести малые нагрузки горячего водоснабжения в летний межотопительный период.
Перспективные направления улучше1
Анализ систем коммунальной теплоэнергетики Иркутской области указывает на необходимость реализации следующих направлений по повышению эффективности их функционирования и дальнейшему инновационному развитию:
1. Оптимизация схем теплоснабжения области. В первую очередь это относится к безусловному выполнению ФЗ «О теплоснабжении» [6] по разработке схем теплоснабжения и их реализации во всех муниципальных образованиях региона.
2. Своевременная разработка и выполнение энергетической стратегии области, перспективных региональных программ по энергосбережению, развитию жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) области, развитию коммунальной теплоэнергетики области и МО [7, 8].
3. Модернизация теплоснабжающих систем муниципальных образований области на основе инновационных технологий и
Анализируя все показатели в комплексе (табл. 1), можно отметить, что высокий уровень субсидий характерен для МО с высоким уровнем тарифов (за исключением Катангского, Шелеховского и Аларского районов). Низкий коэффициент использования установленной мощности котельных наблюдается для Зиминского, Тайшетского, Нижнеилимского районов из выделенных выше по субсидированию и уровню тарифов.
С учетом приведенных в табл. 1 трех наиболее характерных показателей, 7 районов области могут быть рекомендованы к более детальному обоснованию мероприятий по модернизации коммунальной теплоэнергетики и способам их реализации. В табл. 1 эти районы выделены цветом.
Наряду с выбором приоритетных для инновационного преобразования коммунальной теплоэнергетики МО определяются приоритетные направления с перечнем мероприятий по техническому перевооружению источников, тепловых сетей и систем теплопотребления, некоторые из них рассматриваются ниже.
систем коммунальной теплоэнергетики
оборудования, оптимизация работы существующего теплоэнергетического оборудования и тепловых сетей [9].
4. Одним из перспективных направлений могла бы стать газификация объектов коммунальной инфраструктуры [10]. Применение современных когенерационных технологий на базе газотурбинных и парогазовых установок (ГТУ и ПГУ) малой мощности на газе позволило бы повысить обеспеченность электроэнергией и теплом населения и экономики области, значительно поднять уровень энергоэффективности, уменьшить негативное воздействие теплоэнергетики на окружающую среду, что наиболее важно для природоохраняемой территории Байкала [11]. Качественное и высокоэффективное электро- и теплоснабжение отдаленных территорий области сделает возможным не только повышение уровня комфорта проживающего на них населения, но и будет способствовать их экономическому оживлению.
Примечание / Note. Ангарское городское МО / Angarsk town municipality; Нижнеилимский район / Nizhne-Ilimsk district; Шелеховский район / Shelekhov district; Черемховское районное МО / Cheremkhovo district municipality; Зиминский район / Zima district; Баяндаевский район /Bayandai district; Тайшетский район /Taishet district; Заларинский район / Zalari district; Усть-Илимский район / Ust-Ilimsk district; Усольское районное МО / Usolie district municipality; Мамско-Чуйский район / Mamsko-Chuisky district; Киренский район /Kirensk district; Чунское районное МО / Chuna district municipality; г. Черемхово / Cheremkhovo town; Качугский район / Kachug district; МО г. Бодайбо и района /Bodaibo town and district municipality; Жигаловский район / Zhigalovo district; Нукутский район /Nukut district; Балаганский район / Balagansk district; МО г. Братска / Bratsk town municipality; Иркутское районное МО / Irkutsk district municipality; Нижнеудинский район / Nizhne-Udinsk district; Братский район /Bratsk district; Усть-Удинский район / Ust-Udynsky district; Слюдянский район / Slyudyanka district; Куйтунский район / Kuitun district; г. Тулун /Tulun town; Осинский район /Osa district; г. Свирск /Svirsk town; Усть-Кутское районное МО / Ust-Kut district municipality; Зиминское городское МО / Zima town municipality; Эхирит-Булагатский район / Ekhirit-Bulagatsky district; Казачинско-Ленский район / Kazachinsko-Lensky district; Катаганский район /Katagansky district; Тулунский район /Tulun district; г. Иркутск /Irkutsk city; Аларский район / Alarsky district; г. Усть-Илимск / Ust-Ilimsk town; Боханский район /Bokhan district; Ольхонское районное МО / Olkhon district municipality.
Рис. 4. Коэффициент использования установленной тепловой мощности котельных
Иркутской области в 2016 г.
Fig. 4. Heat capacity factor of Irkutsk region boiler houses in 2016
5. Актуальными и достаточно востребованными представляются технологии использования растительной биомассы в водогрейных и паровых котлах на щепе и древесных отходах, а также мини-ТЭЦ на базе паротурбинных установок. Для Иркутской области применение растительной биомассы в качестве топлива обусловлено тем, что в регионе расположены крупные лесоперерабатывающие комплексы, имеющие в качестве отходов в больших количествах древесную щепу и опилки. А применение брикетированных топливных пеллетов может составить конкуренцию технологиям на древесной биомассе, поскольку топливные пеллеты из древесины имеют почти вдвое
большую калорийность и их можно транспортировать на большие расстояния.
6. Использование возобновляемых источников энергии (энергия солнца, ветра, малых рек) является эффективным в удаленных и труднодоступных районах области, а также в охраняемых природных заповедниках. Широкодоступные из них - энергия ветра и солнца [12]. Применение тепло-насосных установок (ТНУ) может быть эффективным при наличии подземного тепла, энергии водных бассейнов и канализационных стоков [10]. Затрачивая небольшое количество электроэнергии, они, извлекая тепловой потенциал этих источников, могут производить в три раза больше тепла.
Сравнительная оценка показателей эффективности, характеризующих состояние коммунальной теплоэнергетики муниципальных образований
Иркутской области
Comparative evaluation of performances indicating the state of municipal heat supply sector
of Irkutsk region municipalities
Средний тариф, руб./Гкал / Average tariff, rub/Gcal Удельный показатель субсидирования, руб./Гкал / Specific indicator of subsidization, rub/ Gcal Коэффициент использования уста-
Наименование МО / Name of a municipal entity ГВС / hot water supply Отопление/ heating новленной тепловой мощности котельных, % / Boiler house heat
capacity factor,%
Катангский / Katangsky - 697,06 2410,61 72
Аларский / Alarsky 718,83 1037,31 1984,54 77
Нижнеудинский/ Nizhneudinsk 1518,86 1555,86 1326 52
МО города Бодайбо и
района / Bodaibo town and district 1371,6 1642,87 717,23 45
municipality
Усть-Кутское МО / Ust-Kut municipality 1845,18 1884,35 657,26 64
Тулунский / Tulun 2282,84 1515,35 607,8 73
Жигаловский / Zhigalovo - 1508,39 591,77 46
Шелеховский / Shelekhov 966,63 1149,29 501,53 27
Качугский / Kachug - 1629,47 497,82 44
Тайшетский / Taishet 1942,11 1404,41 472,12 33
Боханский / Bokhan - 1789,78 468,11 79
Зиминский район / Zima district 1321,19 1230,88 445,41 30
Зиминское МО / Zima municipality 1242,99 1823,41 55,36 68
Нижнеилимский / Nizhne-Ilimsk 1523,35 1871,23 37,68 27
Очень важным может быть то, что ТНУ могут производить не только тепловую энергию, но и холод для холодоснабжения потребителей в жаркое время года. Современные средства автоматизации позволяют создать на базе ТНУ комплексную систему энергоснабжения, не требующую вмешательства конечного потребителя.
7. Переход от качественного регулирования отпуска тепловой энергии к качественно-количественному или количественному регулированию на основе реализации независимых схем отопления и закрытых
систем горячего водоснабжения. Это осуществляется путем установки автоматизированных тепловых узлов с теплообменниками на отопление и горячую воду у потребителей. При этом системы теплопотребле-ния становятся гидравлически независимыми по отношению к тепловым сетям, что позволяет снизить давление, температуру теплоносителя в сетях, увеличить наработку на отказ, сократить потери, утечки, расходы, повысить качество и надежность теплоснабжения, реализовать более эффективную технологию эксплуатации си-
стемы, обеспечивающую регулирование отпуска тепла в реальном режиме времени в зависимости от температуры наружного воздуха [8,13].
8. Внедрение современных технологий реконструкции тепловых сетей на основе применения теплопроводов заводской готовности, использования эффективных способов прокладки, применения современных запорно-регулирующих устройств, автоматизированных узлов, систем мониторинга и управления режимами функционирования тепловых сетей, теплоисточников и потребителей.
9. Оснащение теплоснабжающих систем современными техническими средствами контроля и регулирования тепловой энергии на этапах технологического процесса производства, передачи и потребления тепловой энергии.
Для коммунальной теплоэнергетики Иркутской области, как и для страны в целом, характерны проблемы, связанные с неудовлетворительным состоянием основных производственных фондов, сложной экономической ситуацией в муниципальных образованиях, недопоставкой топлива в труднодоступные, удаленные районы и, как следствие, высокими тарифами для населения и бюджетной сферы на отопление и горячее водоснабжение.
Для выбора приоритетных территорий региона с целью проведения первоочередных мероприятий предлагается методический подход, основанный на критериях оценки состояния коммунального теплоснабжения рассматриваемой территории.
Основными перспективными направлениями улучшения существующего состояния региона в сфере коммунальной тепло-
10. Организация системы мониторинга эффективности использования энергетических ресурсов, что позволило бы отслеживать выполнение планируемых мероприятий и своевременно инициировать корректировку программных направлений [14].
11. Реализация организационных мероприятий, связанных с целевой подготовкой специалистов в области коммунальной теплоэнергетики и теплоснабжения, организацией и проведением конкурсов проектов в области энергоэффективности и энергосбережения.
Выполнение перечисленных мероприятий необходимо дифференцировать по территории Иркутской области по типам систем и по приоритетности их выполнения по муниципальным образованиям согласно приведенной выше методике.
энергетики являются инновационное перевооружение предприятий теплоснабжения, оптимизация работы существующего теплоэнергетического оборудования, модернизация и реконструкция тепловых сетей, переоснащение энергопредприятий современными техническими средствами контроля и регулирования тепловой энергии на этапах производства, передачи и потребления и пр.
В соответствии с представленной методикой выполнено ранжирование муниципальных образований по энергетической эффективности и определены первоочередные из них для реализации необходимых мероприятий по улучшению состояния коммунальной теплоэнергетики.
Исследования выполнены при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 17-48-380010 р_а).
Библиографический список
1. Пеньковский А.В., Постников И.В., Добровольская Т.В., Якимец Е.Е. Пути развития энергетики Иркутской области на период до 2018 года // Геоинжиниринг. 2014. № 2. С. 64-73.
2. Схема и Программа развития электроэнергетики Иркутской области на 2018-2022 гг. [Электронный
ресурс]. URL: http://docs.cntd.ru/document/450321824 (20.03.2018 г.)
3. Годовой отчет ПАО «Иркутскэнерго» за 2010-2016 гг. [Электронный ресурс]. URL: http://www.irkutsken-ergo.ru/qa/768.2.html (20.11.2017)
4. Стенников В.А., Добровольская Т.В., Еделева О.А., Медникова Е.Е., Пеньковский А.В., Постников И.В. Анализ существующей ситуации в коммунальной энергетике Иркутской области // Актуальные проблемы науки Приангарья: сб. Иркутск, 2017. Вып. 2. С. 202-210.
5. Долгосрочная целевая программа «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на территории Иркутской области на 2011-2015 годы» и на период до 2020 года [Электронный ресурс]. URL: https://gisee.ru/law/programs/47135/ (10.11.2017)
6. Федеральный закон о теплоснабжении. № 190-ФЗ [Электронный ресурс]. URL: http://www.ti-ees.ru/filead-min/f/activity/laws/fz190_270710. pdf (22.12.2017)
7. Стенников В.А., Еделева О.А., Барахтенко Е.А., Пеньковский А.В., Постников И.В. Программа «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на территории Иркутской области на 20112015 годы с перспективой до 2020 года и ее реализация» // Сборник статей молодых ученых ИНЦ СО РАН. Иркутск, 2013. С. 53-54.
8. Стенников В.А., Добровольская Т.В., Пеньковский А.В., Постников И.В., Соколов П.А. Позиционирование Иркутской области в сфере энергосбережения среди регионов Сибирского Федерального округа // Известия ВУЗов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2018. Т. 8 № 1 (24). С. 187-199.
9. Стенников В.А., Соколов П.А., Добровольская Т.В., Стенников Н.В. Перспективы энергосбережения в Иркутской области // Вестник ИрГТУ.
Энергобезопасность и энергосбережение. 2010. № 4 (44). С. 173-180.
10. Стенников В.А., Жарков С.В. Эффективные направления технической политики в энергоснабжении // Известия РАН. Энергетика. 2017. №5. С. 19-31.
11. Иванова И.Ю., Майсюк Е.П., Тугузова Т.Ф. Экологическая оценка использования возобновляемых источников энергии и местных видов топлива для энергоснабжения потребителей прибрежной зоны оз. Байкал. // Экологическая, промышленная и энергетическая безопасность: материалы научно-практической конференции с международным участием (г. Севастополь, 11-15 сентября 2017 г.). Севастополь, 2017. С. 535-538.
12. Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф., Халгаева Н.А. Использование возобновляемых источников энергии для энергоснабжения потребителей Байкальского региона: потенциальные возможности, эффективность, рациональные масштабы // Электроэнергетика Байкальского региона: проблемы и перспективы: материалы Всерос. науч.-практ. конф. (г. Улан-Удэ, 10-12 июня 2016 г.). Улан-Удэ, 2016. С. 72-79.
13. Стенников В.А. О реформировании теплоснабжения в России // Энергосбережение. 2014. № 5. С. 6366.
14. Санеев Б.Г., Агафонов Г.В., Еделева О.А. и др. Топливно-энергетический комплекс Иркутской области: современное состояние и перспективы развития. М.: ООО «Издательско-аналитический центр Энергия», 2013. 304 с.
References
1. Pen'kovskij A.V., Postnikov I.V., Dobrovol'skaja T.V., Jakimec E.E. Trends of irkutsk regional power industry development for the period until 2018. Geoinzhiniring [Geo-Engineering]. 2014, no. 2, pp. 64-73. (In Russian).
2. Shema i Programma razvitija jelektrojenergetiki Ir-kutskoj oblasti na 2018-2022 gg. [Scheme and Development Program of Irkutsk region electric power industry for the period from 2018 to 2022. Available at: http://docs.cntd.ru/document/450321824 (accessed 20 March 2018)
3. Godovoj otchet PAO «Irkutskjenergo» za 2010-2016 gody [Annual report of Irkutskenergo PJSC for the period from 2010 to 2016]. Available at: http://www.irkutsken-ergo.ru/qa/768.2.html (20 November 2017)
4. Stennikov V.A., Dobrovol'skaja T.V., Edeleva O.A., Mednikova E.E., Pen'kovskij A.V., Postnikov I.V. Analiz sushhestvujushhej situacii v kommunal'noj jenergetike Ir-kutskoj oblasti [Analysis of the current situation in the municipal energy sector of the Irkutsk region]. Sbornik "Aktual'nye problemy nauki Priangar'ja" [Collection of articles "Relevant problems of the Angara region science]. Irkutsk, 2017, issue 41, pp. 202-210. (In Russian).
5. Dolgosrochnaja celevaja programma «Jenergosbere-zhenie i povyshenie jenergeticheskoj jeffektivnosti na ter-ritorii Irkutskoj oblasti na 2011-2015 gody» i na period do 2020 goda [Long-term target program "Energy saving
and energy efficiency improvement on the territory of the Irkutsk region in 2011-2015 and for the period until 2020"]. Available at: https://gisee.ru/law/pro-grams/47135/ (10 November 2017)
6. Federal'nyj zakon o teplosnabzhenii. No 190-FZ [Federal Law on Heat Supply. No. 190-FZ]. Available at: http://www.ti-ees.ru/fileadmin/f/activ-
ity/laws/fz190_270710.pdf (22 December 2017)
7. Stennikov V.A., Edeleva O.A., Barakhtenko Ye.A., Pen'kovskiy A.V., Postnikov I.V. Programma «Energos-berezheniye i povysheniye energeticheskoy effektivnosti na territorii Irkutskoy oblasti na 2011-2015 gody s per-spektivoy do 2020 goda i yeye realizatsiya» [Program "Energy saving and improvement of energy efficiency on the territory of the Irkutsk region in 2011-2015 and for the period up to 2020 and its implementation"] // Sbornik statey molodykh uchenykh INTS SO RAN. [Collection of articles of young scientists of Irkutsk Scientific Center SB RAS]. 2013, pp. 53-54. (In Russian).
8. Stennikov V.A., Dobrovol'skaya T.V., Pen'kovskiy A.V., Postnikov I.V., Sokolov P.A. Positioning of Irkutsk region in the sphere of energy saving among the regions of Siberian Federal District. Izvestiya VUZov. Investitsii. Stroitel'stvo. Nedvizhimost'. [Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real Estate], 2018, vol. 8, no. 1(24), pp. 187-199. (In Russian).
9. Stennikov V.A., Sokolov P.A., Dobrovol'skaya T.V., Stennikov N.V. Prospects for energy saving in Irkutsk region. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnich-eskogo universiteta. [Proceedings of Irkutsk State Technical University.]. 2010, no. 4(44), pp. 173-180. (In Russian).
10. Stennikov V.A., Zharkov S.V. Effective lines of technical policy on energy supply. Izvestiya RAN. Energetika. [Proceedings of the Russian Academy of Sciences. Power Engineering], 2017, no. 5. pp. 19-31. (In Russian).
11. Ivanova I.YU., Maysyuk Ye.P., Tuguzova T.F. Ekologicheskaya otsenka ispol'zovaniya vozobnovlyaye-mykh istochnikov energii i mestnykh vidov topliva dlya energosnabzheniya potrebiteley pribrezhnoy zony oz. Baykal [Environmental assessment of the use of renewable energy sources and local fuels for energy supply of lake Baikal coastal zone consumers]. Materialy nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiyem "Ekologicheskaya, promyshlennaya i ener-geticheskaya bezopasnost' [Materials of the scientific and practical conference with international participation "Ecological, industrial and energy security" Sevastopol, 2017]. Sevastopol, 2017, pp. 535-538. (In Russian).
Критерии авторства
Стенников В.А., Добровольская Т.В., Еделева О.А., Пеньковский А.В., Постников И.В. подготовили статью и несут ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
12. Ivanova I.YU., Tuguzova T.F., Khalgayeva N.A. Ispol'zovaniye vozobnovlyayemykh is-tochnikov energii dlya energosnabzheniya potrebiteley Baykal'skogo re-giona: poten-tsial'nyye vozmozhnosti, effektivnost', ratsional'nyye masshtaby [Use of renewable energy sources for energy supply of Baikal region consumers: potential, efficiency, rational scale]. Materialy Vse-rossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii "Elektro-energetika Baykal'skogo regiona: problemy i perspek-tivy" [Materials of the All-Russian scientific and practical conference "Electric Power Industry of the Baikal Region: Problems and Prospects", Ulan-Ude, 2016]. Ulan-Ude, 2016, pp. 72-79. (In Russian).
13. Stennikov V.A. On the reform of heat supply in Russia. Energosberezheniye. [Energy Saving], 2014, no. 5, pp. 63-66. (In Russian).
14. Saneyev B.G., Agafonov G.V., Edeleva O.A. Top-livno-energeticheskiy kompleks Irkutskoy oblasti: sov-remennoye sostoyaniye i perspektivy razvitiya. [Irkutsk region fuel and energy complex: current state and development prospects]. Moscow: Publishing and Analytical Center Energy LLC, 2013, 304 p. (In Russian).
Authorship criteria
Stennikov V.A., Dobrovolskaya T.V., Edeleva O.A., Pen-kovsky A.V., Postnikov I.V. have prepared the article for publication and bear the responsibility for plagiarism.
Conflict of interests
The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this paper.
