Топливно-энергетический баланс городского округа - это система показателей, отображающая полное количественное соответствие между приходом и расходом (включая потери и остаток) топливно-энергетических ресурсов муниципального образования за выбранный промежуток времени.
Эффективное функционирование коммунальной инфраструктуры городского округа невозможно без рачительного, разумного использования всех видов ресурсов. Речь идет об экономии тепловой и электрической энергии, газа, воды, финансовых затрат, значительная часть которых приходится на жилищно-коммунальный комплекс.
Последнее время в системах коммунальной инфраструктуры городского округа город Воронеж участились аварии, что отрицательно сказывается на топливно-энергетическом балансе городского округа и показывает, насколько высока его роль в обеспечении нормальной жизнедеятельности населения. Наиболее остро стоит вопрос в системе теплоснабжения, имеющей наибольшую составляющую в топливно-энергетическом балансе городского округа город Воронеж.
Остроту проблемы развития и реконструкции системы теплоснабжения обусловливают три фактора:
1) неоправданно высокие потери энергии во всех технологических звеньях производства, транспортировки, распределения и потребления тепла;
2) неудовлетворительное качество снабжения теплом потребителей как в течение отопительного периода, так и в летнее время года;
3) низкая надежность системы теплоснабжения, особенно в период резких похолоданий, когда существует риск массового выхода из строя технологических элементов систем.
Недостаточное выделение в течение многих лет финансовых средств на устранение физического износа основных фондов рассматриваемых систем, отсутствие целенаправленной политики в этой области неизбежно приводят к ускорению деградации систем коммунальной инфраструктуры, снижению их эффективности. Высокая степень физического и морального износа генераторных станций тепловой энергии также резко снижает эффективность работы.
Эффективность работы многих теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) в последнее десятилетие снизилась из-за уменьшения подключенной тепловой нагрузки, вызванной, с одной стороны, спадом промышленного производства, а с другой, - тем, что многие потребители используют собственные автономные теплоисточники.
Низка эффективность работы мелких котельных, особенно на твердом топливе. Коэффициент полезного действия таких котельных, как правило, не превышает 50 - 60%. Изношенность основного оборудования мелких котельных, находящихся в основном в ведении жилищно-коммунального комплекса, достигла на многих объектах критического уровня и служит причиной многочисленных аварий.
В отличие от ТЭЦ, котельных и тепловых сетей, на которых проводятся (в недостаточных объемах) планово-предупредительные ремонты, на внутридомовых инженерных системах зданий не проводится никакого профилактического обслуживания. Вся работа жилищно-коммунальных служб сводится к ликвидации аварий на этих системах.
Уровень сверхнормативных тепловых потерь зданий через наружные ограждающие конструкции в настоящее время увеличивается. Обследования показали, что и в недавно построенных многоквартирных домах коэффициенты теплопередачи через стены превышают нормативные.
Сверхнормативные непроизводительные потери в сфере теплопотребления (включая потери при распределении теплоносителя по тепловым пунктам и внутридомовым инженерным системам) составляют по разным экспертным данным от 30 до 40%.
Необходима диверсификация топливно-энергетического баланса городского округа, при этом вектор изменений и расширений видов вырабатываемой и потребляемой энергии должен быть направлен на энергосберегающие технологии.
Применение энергосберегающих технологий, материалов и оборудования (утепление ограждающих конструкций зданий, переход от вертикальных однотрубных систем отопления к горизонтальным с поквартирным учетом тепла, установка квартирных водосчетчиков в системах холодного и горячего водоснабжения, монтаж автоматизированных тепловых пунктов и др.) дает возможность снизить удельное теплопотребление на 40 - 50%. Тем самым будет компенсировано влияние недополучения тепла от внешней сети в наиболее холодное время отопительного периода. Таким образом, энергосбережение позволяет не только сэкономить значительное количество топливно-энергетических ресурсов, но и обеспечить условия теплового комфорта при "базовой" подаче тепла из тепловой сети.
При современном уровне газовой отопительной техники централизация выработки собственно тепловой энергии экономического смысла, как правило, не имеет. Коэффициент полезного действия (КПД) современных газовых теплогенераторов высок (92 ... 94%) и практически не зависит от их единичной мощности. Вместе с тем увеличение уровня централизации приводит к росту тепловых потерь при транспортировке теплоносителя. Поэтому крупные районные котельные оказываются неконкурентоспособными по сравнению с автономными источниками.
Резкое повышение эффективности районных котельных может быть достигнуто путем их реконструкции в мини-ТЭЦ, другими словами - путем дооснащения их электрогенерирующими агрегатами, переводом работы котельных в режим когенерации.
Известно, что эффективность работы когенерационных установок тем выше, чем большее число часов в году, электроэнергия вырабатывается на базе теплового потребления. Круглогодичной тепловой нагрузкой в городах (без учета технологической нагрузки промышленных предприятий) является горячее водоснабжение. В связи с этим расчет мощности когенерационной установки на покрытие нагрузки горячего водоснабжения обеспечивает ее круглогодичную работу и, следовательно, наиболее эффективное использование. С другой стороны, удельные капитальные затраты на создание электрогенерирующих установок снижаются с увеличением их единичной мощности.
Устойчивая и эффективная работа системы централизованного теплоснабжения от ТЭЦ, районных котельных, преобразованных в мини-ТЭЦ с пиковыми, работающими в автоматическом режиме теплоисточниками, с автоматизированными тепловыми пунктами, невозможна без использования автоматизированной системы управления теплоснабжением. Поэтому создание автоматизированных систем управления (АСУ) является обязательным условием реконструкции системы теплоснабжения.
Для выбора перспективных схем теплоснабжения городского округа следует рассмотреть в качестве определяющих следующие характеристики:
- обеспеченность районов округа тепловой энергией (дефицитный, избыточный) и источники ее получения, связь городского округа с энергосистемой;
- плотность застройки городского округа;
- географическое расположение, климатические условия.
Энергетическую инфраструктуру городского округа целесообразно определять по показателям:
- перспективное топливо теплоэнергетических установок;
- роль источников теплоснабжения в балансе электрической энергии (источники совместной выработки тепловой и электрической энергии, котельные на органическом топливе, электроотопительные установки и приборы);
- степень централизации источников теплоснабжения.
Реализация вышеперечисленных мероприятий позволит улучшить тепловой баланс застройки городского округа, энергопотребление единицы выпускаемой продукции.