Программа снижения потребления природного газа в системе теплоснабжения Запорожья на период 2009 – 2019 гг. Запорожье, январь, 2009 г.

РЕЗЮМЕ В период 2009 – 2016 гг. рост цен на природный газ приводит к глубокому кризису городских систем теплоснабжения на основе газовых котельных. Вероятный период развития кризиса – гг. Основные параметры начала кризиса - стоимость 1 Гкал – гривен, неплатежи населения – 50-60% от объёмов требуемых платежей. В начале 21 века с ростом цен на газ в Украине впервые создались предпосылки для экономически обоснованной массовой модернизации городских многоэтажных зданий с полным обновлением их внешнего вида, заменой оконных и дверных проёмов, снижением теплопотерь в среднем на 65% от существующих сегодня уровней. Одновременно, дорожающий газ и прогресс новых технологий производства тепла создали необходимость полной реконструкции существующих систем теплоснабжения с заменой природного газа местными источниками топлива и энергии.

Прогноз подорожания природного газа и электроэнергии для Украины При резком росте цен на газ через 4 года нужно будет выбрасывать сверхсовременные газовые котлы, которые мы ставим сегодня.

ПРОГНОЗ Ожидаемый рост тарифов до 2016 года: На электроэнергию – 250% На природный газ – 560% На тепловую энергию – 450% Среднее увеличение бюджетных ассигнований на энергоснабжение школ, больниц, детских садов в период 2009 – 2016 гг. составит %.

Замещение природного газа местным топливом и энергией

Программа замещения природного газа Программа модернизации системы теплоснабжения города Запорожья, должна включать 5 базовых программ - направлений: 1.Альтернативные виды энергии, в том числе электроэнергия 2.Термомодернизация жилых и бюджетных зданий со снижением потребления тепла в 3 раза от существующих уровней. 3.Утилизация промышленного сбросного тепла. 4.Утилизация муниципального сбросного тепла. 5.Переработка и использование местного топлива из мусора и отходов сельского хозяйства. Ориентировочная оценка объёмов финансирования, для частичной термомодернизации зданий бюджетной сферы и зданий местных советов – 8.6 миллиарда гривен, для модернизации систем теплоснабжения – 4.8 миллиарда гривен.

Направления замещения природного газа местным топливом и энергией Утилизация доменного, коксового и ферросплавного газов на промплощадке – замещение более 130 миллионов кубометров природного газа. Утилизация высокопотенциального тепла дымовых газов и низкопотенциального промышленного тепла систем оборотного водоснабжения десяти крупных заводов – замещение более 100 миллионов кубометров природного газа. Утилизация городского мусора на мусоросжигающих ТЭС или изготовление из мусора топливных пелетт - замещение более 60 миллионов кубометров природного газа. Утилизация низкопотенциального тепла городских стоков – замещение более 40 миллионов кубометров природного газа. Использование в качестве топлива биомассы (гранулированного топлива – топливных пеллет) из отходов сельского хозяйства региона – замещение миллионов кубометров природного газа. Утилизация геотермального тепла, тепла реки Днепр и теплоты воздуха на основе применения тепловых насосов – замещение более 50 миллионов кубометров природного газа. Перевод части потребителей на автономное теплоснабжение от теплоаккумуляторов с использованием ночных тарифов на электроэнергию - замещение 40 миллионов кубометров газа.

Выводы Для систем теплоснабжения городов на основе крупных газовых котельных нет будущего. Для предотвращения кризиса в городских хозяйствах необходимо реализовать крупные программы снижения потребности в тепловой энергии в 2-3 раза, прежде всего, программы термомодернизации зданий. Большим источником топлива для городов является биотопливо, в том числе биогаз, гранулированное топливо и мусор, потенциал замещения природного газа – 30 – 50 %. Значительными источниками энергии являются геотермальное тепло, тепло сточных вод и систем вентиляции, промышленное сбросное тепло, потенциал замещения – 30-80%. Необходим перевод систем теплоснабжения городов Украины на местные источники топлива и энергии. На смену муниципальным тепловым хозяйствам должны прийти энергетические компании с участием акционерного капитала.

Программа снижения потребления природного газа в системе теплоснабжения г. Запорожья на период гг. Малозатратные быстроокупаемые проекты Капиталоёмкость - 85,17млн. гривен, Снижение потребления газа - 38,8 млн.м.куб или 11% от потребления Среднесрочные проекты Капиталоёмкость – млн. гривен, Снижение потребления газа - 46,7 млн.м.куб или 13.3% от потребления Перспективные капиталоёмкие проекты Капиталоёмкость – млн. гривен, Снижение потребления газа млн.м.куб или 43.7% от потребления

Малозатратные быстроокупаемые проекты пп Наименование мероприятия Источники финансирования Капвложения* млн.грн Источник погашения, срок Срок окупае- мости, лет Срок реализации Снижение потребле ния газа, млн.м.куб 1 Система теплоснабжения Орджоникидзевского, Жовтневого районов г. Запорожья - реконструкция (тепло промплощадки) госбюджет (субвенции) местный бюджет19,26 снижение с/стоимост и5,02009 год 17,0 4% 2 Реконструкция котельной по ул. Военстрой с установкой котлов на биотопливе (древесная щепа) собственные средства тепловых сетей1,01 снижение с/стоимост и3,02009 год 0,6 0,17% 3 Оснащение тепловых вводов жилых домов регуляторами теплового потока (37% общего фонда вводов) Госбюджет (субвенции) Местный бюджет20,0 экономия тепловой энергии4, ,0 1,5% 4 Оснащение тепловых вводов объектов бюджетной сферы регуляторами теплового потока вводов: госбюджет - 177, облбюджет - 93, местный бюджет госбюджет (субвенции) облбюджет местный бюджет9,5 экономия тепловой энергии4, ,2 0,6% 5 Котельные г. Запорожья - модернизация с установкой теплоутилизаторов за котлами ПТВМ-30 (16 котлов) госбюджет (субвенции) местный бюджет14,4 снижение с/стоимост и1,02009 год 7,0 2,0% 6 Использование вторичного тепла промпредприятий для горячего водоснабжения Заводского района Собственник промпредприятия, Местный бюджет21,0 снижение с/стоимост и6, ,0 2,0% ИТОГО: 85,17 38,8 11%

Среднесрочные проекты 1 Газопоршневые когенерационные установки на котельных города кредит ЕБРР, погашение процентов из госбюджета 12,0 () 144,0 грн снижение с/стоимо сти 9 лет5, на генерац ии электр оэнерги и 2 Перевод горячего водоснабжения жилых домов на ночную электроэнергию (28% общего фонда домов) Внешние займы Погашение процентов из госбюджета750,0 снижение с/стоимо сти 13,0 лет7, ,0 5,7% 3 Перевод горячего водоснабжения бюджетной сферы на ночную электроэнергию объектов: госбюджет - 177, облбюджет - 93, местный бюджет госбюджет (субвенции) облбюджет местный бюджет297,0 экономия бюджетн ых средств 10 лет7, ,6 - в целом 2% 3,5 - по городу 1,0% 4 Использование тепла канализационные стоков на ЦОС-1 и ЦОС-2 для горячего водоснабжения (тепловые насосы 30,0-10,0 Гкал/час) Внешние займы погашение процентов из госбюджета 721,5 снижение с/стоимо сти 15,0 лет10, ,0 6,0% 5 Установка гелиоколлектора на котельной о. Хортица для горячего водоснабжения потребителей Грант Украине на альтернатив ные виды топлива2,21 Киотско е соглаше ние30, ,1 0,02% ИТОГО: 1914,71 46,7 13,3%

Перспективные капиталоёмкие проекты 1 Теплоснабжение правобережной части города от Запорожской атомной станции Госбюджет2037,0 разница тарифов8, ,0 15% 2 Использование тепла оборотных циклов к-та "Запорожсталь" для теплоснабжения Орджоникидзевского района (тепловые насосы) (40 Гкал/час) Средства собственник а740,0 снижени е с/стоим ости15, ,0 7,0% 3 Термомодернизация объектов бюджетной сферы (частичная) Кредит ЕБРР погашение процентов из госбюджета530,0 экономи я бюджет ных средств 15,0 лет10, ,0 4,2% 4 Термомодернизация жилых домов местных советов (частичная) за счет перераспред еления бюджетных средств - 8%8128,0 экономи я теплово й энергии15, ,0 17,0% ИТОГО: 11435,0 153,0 43,7% ВСЕГО: 13434,92 238,5 68,1%

Система теплоснабжения Орджоникидзевского и Жовтневого районов Запорожья – (тепло промплощадки) Система теплоснабжения Орджоникидзевского и Жовтневого районов Запорожья – (тепло промплощадки) В годах комбинат «Запорожсталь» провел реконструкцию котельного оборудования заводской ТЭЦ для увеличения использования доменного и коксового газа взамен природного газа. Одновременно за счет средств комбината была построена теплотрасса, соединившая ТЭЦ и городские тепловые сети, по которой, начиная с 2005 года, подается теплоноситель для обеспечения в летнее время горячего водоснабжения Орджоникидзевского и части Ленинского районов города. Это позволило тепловым сетям города снизить потребление природного газа на котельных на 10,0 млн.м 3 в год. В развитие этого направления в 2007 году за счет средств государственного и местного бюджета начато строительство теплотрассы и насосной для присоединения к заводскому теплоносителю Жовтневого района и жилмассива «Южный». Объем капвложений – 19,26 млн. грн, освоено – 10,46 млн. грн, снижение потребления природного газа около 17,0 млн.м 3 в год дополнительно, срок окупаемости – 7,0 лет при условной доходности закупки тепловой энергии в 25%.

Использование вторичного тепла промпредприятий для горячего водоснабжения Заводского района В развитие темы использования вторичного тепла промпредприятий за годы силами теплосети была закрыта одна из двух крупных котельных Заводского района и вся нагрузка переведена на вторую. Одновременно были выданы технические условия на ОАО «Запорожский завод ферросплавов», ОАО «Запорожкокс» и ОАО комбинат «Запорожсталь» на обеспечение горячим водоснабжением района. На сегодняшний день есть принципиальное согласие комбината «Запорожсталь» на поставку тепла в летний период. Вопрос о круглогодичном обеспечении прорабатывается. Затраты на строительство теплотрассы составляют 21,0 млн.грн, срок окупаемости 6 лет, снижение потребления газа до 7млн.м 3 в год.

Котлы на биотопливе

Реконструкция котельной по ул. Военстрой с установкой котлов на биотопливе (древесная щепа) По предварительным данным, в городе, коммунальными и иными предприятиями проводятся работы по обрезке и сносу деревьев средним объемом до 10,0 тонн в сутки. Предполагается, в нескольких районах города на территории котельных теплосети организовать сбор и переработку в древесную щепу веток и деревьев с дальнейшей перевозкой на котельную по ул. Военстрой. Объемы щепы позволяет обеспечить горячее водоснабжение потребителей котельной. Для утилизации щепы будет организовано складирование, сушка и её сжигание в специальных котлах. Стоимость проектных работ 90,0 тыс.грн, в целом стоимость проекта 1,0 млн.грн, снижение потребления природного газа 0,6 млн.м 3 в год, срок окупаемости 3-4 года.

Установка регуляторов на тепловых вводах зданий

Оснащение тепловых вводов бюджетных и жилых зданий регуляторами теплового потока 1300 жилых домов в городе подключены по схеме подачи теплоносителя для нужд отопления и горячего водоснабжения по одному и тому же трубопроводу. При этом, для обеспечения нагрева горячей воды до 55 о С, теплоноситель подается при любых погодных условиях не ниже 70 о С, что вызывает перегрев в домах при температурах наружного воздуха выше +3,8 о С. Предлагается оснастить тепловые вводы регуляторами теплового потока отечественного производства «КИАРМ», г. Киев. Применение данного типа регулятора не требует изменения теплового ввода и внутренней системы отопления. Экономический эффект достигается снижением расхода теплоносителя в период плюсовых температур наружного воздуха. Затраты на проектирование, оборудование и монтаж ориентировочно 15,0 тыс. грн на один ввод, на все жилые дома – 20,0 млн. грн. Сокращение расхода газа на 1300 вводов – 5 млн.м 3, срок окупаемости 4 года. Всего в бюджетной сфере 612 вводов зданий, в т.ч. госбюджет – 177, областной бюджет – 93, местный бюджет – 342. Затраты на оснащение бюджетных зданий – 9,5 млн. грн, экономия газа 2,2 млн.м 3, окупаемость 4 года.

Котельные Запорожья – модернизация с установкой теплоутилизаторов за котлами ПТВМ-30 (16 котлов из 19 имеющихся) Паспортные характеристики данного типа котлов предусматривают температуру газов, уходящих в дымовую трубу на уровне о С. Установка дополнительного теплообменника (теплоутилизатора) на дымовых газах позволяет снизить их температуру до о С, получить дополнительную теплоту, повысить коэффициент полезного действия котла на 5-6%. В настоящее время теплоутилизаторы установлены за средства тепловых сетей на 3-х котлах. Необходимо дооборудовать еще 16 котлов. Наиболее эффективная конструкция дает снижение потребления газа в год в районе 440,0 тыс.м 3 Окупаемость до одного года, затраты на внедрение – 0,9 млн. грн на один котел или 14,4 млн. грн на 16 котлов. Общее снижение потребления природного газа – 7,0 млн.м 3 в год.

Газопоршневые когенерационные установки на котельных города

Проектом предусматривается установка на нескольких котельных города газопоршевых станций суммарной электрической мощностью 14,0 МВт, тепловой – 16,0 МВт, которые будут работать по электроэнергии на внешнюю сеть для собственных нужд котельных города, а по тепловой энергии – на нужды горячего водоснабжения потребителей котельной. При максимальном потреблении в зимний период всеми котельными города электрической мощности 18,0 МВт порядка 80% потребления покроется собственной выработкой. В летнее время до 11,0 МВт электрической мощности обеспечат 90% потребности коммунального предприятия «Водоканал», что позволит производить взаиморасчет за воду на сумму до 30,0 млн.грн в год. Затраты на осуществление - 12,0 млн., срок строительства - 2 года, срок окупаемости - 5 лет. За счет комбинированной выработки электрической и тепловой энергии достигается удешевление произведенной электроэнергии примерно в 2 раза от цены закупки в Облэнерго, тем самым снижается себестоимость произведенной тепловой энергии. Коэффициент использования газа, как топлива, в такой установке более чем в 2 раза превышает аналогичный для тепловой электростанции.

Замещение природного газа ночной электроэнергией

Перевод горячего водоснабжения жилых домов на ночную электроэнергию (28% от общего фонда домов) Применение дифференцированного по времени суток тарифа на электроэнергию позволяет закупать ее с 23 часов до 6-7 часов по цене 25% от среднего тарифа. Т.е. при тарифе на январь 0,7 грн/кВт ч ночной тариф – 0,175 грн/кВт ч. Расчетной свободной мощности в ночное время по каждой квартире в 2 кВт достаточно для получения круглосуточно горячей воды без реконструкции системы электроснабжения дома. Схема предусматривает электрокотлы и баки-накопители на каждый дом или подъезд (секцию), автоматизированную систему управления. Затраты на внедрение - 750,0 млн. грн, срок окупаемости до 7 лет, снижение потребления газа 20,0 млн.м 3 в год.

Перевод горячего водоснабжения бюджетной сферы на ночную электроэнергию Всего – 612 объектов, из них: госбюджет – 177, областной бюджет – 93, местный бюджет – 342. Схема применения дифференцированного тарифа адаптирована к объемам и времени потребления горячей воды согласно специфики объекта. Затраты на внедрение 297,0 млн. грн, срок окупаемости до 7 лет, снижение потребления газа 6,6 млн.м 3 в год.

Строительство теплонасосных станций на промышленном сбросном тепле и на городских канализационных стоках

Утилизация тепла канализационных стоков на ЦОС-1 и ЦОС-2 для горячего водоснабжения (тепловые насосы мощностью 30,0-10,0 Гкал/час) Очищенные канализационные стоки города имеют температуру зимой о С, летом о С. Расход в сутки по ЦОС-1 составляет до м 3. Проект предусматривает охлаждение стоков на о С и получение за счет этого с помощью тепловых насосов теплоносителя с температурой о С для подогрева воды на нужды горячего водоснабжения. Затраты рассчитаны исходя из стоимости оборудования для производства одного кВт тепловой энергии порядка 700,0 долларов США на 1 кВт. Капвложения - 721,5 млн. грн, срок окупаемости 10 лет, снижение потребления газа 20,0 млн.м 3 в год.

Утилизация сбросного тепла комбината «Запорожсталь» для теплоснабжения Орджоникидзевского района (тепловые насосы, мощностью 40 Гкал/час) В настоящее время имеется теплотрасса соединяющая ТЭЦ комбината «Запорожсталь» с тепловыми сетями Орджоникидзевского района. В 300 м от ТЭЦ находятся градирни и брызгальные бассейны охлаждающие воду оборотных циклов. Температура воды зимой 24 о С, летом – 35 о С. При охлаждении ее тепловыми насосами на 10 о С потенциал тепловой энергии составляет Гкал/час. Проект предусматривает нагрев обратной сетевой воды от потребителей Орджоникидзевского района до о С с последующим догревом на котельной в зависимости от погодных условий. Стоимость работ 740,0 млн. грн, срок окупаемости 15 лет, высвобождение 23,0 млн.м 3 в год природного газа.

Теплоснабжение правобережной части города от Запорожской атомной станции Теплоснабжение правобережной части города от Запорожской атомной станции На Запорожской атомной станции имеется 6 энергоблоков мощностью по 1000 МВт каждый. Все энергоблоки оборудованы теплофикационными установками мощностью 1200 Гкал/час, работающие на отборе пара с турбин. При проектировании теплофикационные установки предусматривались для теплоснабжения Запорожья. В работе находится 5 энергоблоков. Тепловая энергия от двух теплофикационных установок идет на собственные нужды станции и Энергодара. Таким образом, 400 Гкал/час тепловой мощности свободны. Проект предусматривает подачу максимально 350 Гкал/час тепловой мощности на правобережную часть города по теплотрассе диаметром 900 мм с двумя подкачивающими насосными по пути и переход дюкером по дну Каховского водохранилища. Температура на выходе из станции – 150 о С, подача на Запорожье – 140 о С, потери температуры на 55 км до 3 о С. Стоимость проекта ,0 млн. грн, окупаемость по цене газа на уровне 2008 года - 10÷15 лет. При цене газа 350 долларов США за 1000 м 3 окупаемость 7-8 лет. Снижение расхода природного газа 55 млн.м 3.

Термомодернизация бюджетных и жилых зданий Запорожья

Термомодернизация объектов жилой и бюджетной сферы (частичная) Объекты бюджетной сферы, построенные в годах прошлого века, имеют удельные затраты тепла на 1 м 2 площади в районе квт. ч/м 2 год. Снижение тепловых потерь до уровня сегодняшних строительных норм ( квт. ч/м 2 год) примерно в 2 раза снижает потребление тепла и, соответственно, газа. Проект предусматривает установку регуляторов тепла и горячего водоснабжения, замену окон, утепление и ремонт крыш, технического подполья, выборочно утепление фасадов, модернизацию системы вентиляции. Затраты приняты из расчета 120 долларов США на 1 м 2 здания, всего 530,0 млн. грн, срок окупаемости 10 лет, снижение расхода газа – 15 млн.м 3 в год. Подходы и расчеты по жилым зданиям аналогичны бюджетным зданиям. Стоимость проекта для жилья местных советов ,0 млн. грн, окупаемость лет, снижение расхода газа 60 млн.м 3 в год.

Замещение природного газа энергией Солнца для горячего водоснабжения

Установка гелиоколлекторов на котельной острова Хортица для горячего водоснабжения потребителей Установка гелиоколлекторов на котельной острова Хортица для горячего водоснабжения потребителей. Разработано ТЭО для вариантов плоских и вакуумных коллекторов. При цене газа на уровне 2008 года окупаемость плоских коллекторов составляет 27 лет, вакуумных – 33 года. Затраты на внедрение - 2,1 млн. грн, экономия газа 0,1 млн.м 3 в год. Учитывая перспективу роста цен на природный газ, срок окупаемости снижается до 6-8 лет при цене газа 3000 грн/1000 м 3.