Комплексная программа энергосбережения «Воркута – энергоэффективный город»

«Воркута-энергоэффективный город»
презентация проекта
Цели и задачи проекта
Описание городского округа
Анализ существующего состояния энергокомплекса и распределительных тепловых и электрических сетей
Проведение работ по обследованию фактического состояния энергетического хозяйства города
Структура потребления энергоресурсов, сводный энергетический баланс
Основные группы потребителей энергоресурсов, их параметры Оценка потенциала энергосбережения в разных секторах городского хозяйства
Выработка комплекса мероприятий энерго- и ресурсосбережения
Предварительные технико-экономические оценки эффективности мероприятий
Базовые параметры программы по энергосбережению г.о.Воркута

Цели, задачи проекта
«Воркута-энергоэффективный город»
Повышение надежности энергообеспечения города Воркуты на основе сокращение непроизводительных потерь и повышения эффективности энергоиспользования
Задачи
Системная реализация комплекса мероприятий энерго- и ресурсосбережения в городском хозяйстве;
Отработка организационно-экономических, нормативно-правовых и других механизмов реализации положений законодательства об энергосбережении и повышении энергоэффективности;
Алгоритм работы
анализ существующего состояния энергокомплекса и основных групп потребителей;
составление энергетического баланса муниципального образования г.о. Воркута;
проведение необходимых натурных замеров параметров энергетического хозяйства для получения реальной картины;
оценка потенциала и выработка комплекса мероприятий энерго- и ресурсосбережения;
проведение необходимых схемных решений повышения эффективности инженерной инфраструктуры города;
разработка организационно-экономических и нормативно-правовых механизмов реализации комплекса мер по энергосбережению.

Городской округ Воркута
Площадь территории городского округа 20 тыс. кв.км
Число зданий 1073 (по данным БТИ).
Общая площадь жилых помещений 2,6 млн.кв.м

Динамика роста объектов жилого фонда
Ввод жилья в 1950-1990-ые годы был достаточно стабильным, после 1990 г. резко замедлился.
В настоящее время в городе действуют программы переселения: в год уезжает в среднем 400-500 семей.

Воркута: демографические параметры
В Советский период город стабильно развивался со среднегодовым показателем прироста в 3,3%. С 1992 года наблюдается обратная тенденция: убыль населения.
Всего за период с 1992 по 2009 годы население г. Воркуты снизилось на 44,6 тыс. чел. (38,4 % по сравнению с уровнем 1992 года). Ежегодная убыль составила 3,7 %.
Здесь играют роль два фактора: превышение рождаемости над смертностью и миграционные процессы.
Если ориентироваться на динамику 17 последних лет, то население города к 2020 году составит около 45 тыс. человек.

Климатические особенности региона
Воркута расположена в 150 километрах севернее Полярного круга и в 140 километрах от побережья Северного Ледовитого океана, климат субарктический.
Среднегодовая температура - −6,6 °C. Средняя температура июля составляет +11,7°C (максимальная - +33°C), января - −20,6°C (минимальная −52,4°C).
Безморозный период составляет всего около 70 суток, продолжительность зимы составляет около 8 месяцев, отопительный период 305 суток

Заселенность городского округа Воркуты
пгт. Комсомольский
1309 человек зарегистрировано,
785 человек проживает
21 дом,
955 квартир всего
570 квартир заселено
пгт. Воргашор
18210 человек
118 домов
8103 квартир всего
6456 квартир заселено
пгт. Заполярный
2860 человек зарегистрировано
19 домов
1556 квартир всего
950 квартир заселено
пгт. Северный
9543 человек зарегистрировано,
8500 проживает
93 дома
5026 квартир всего
4240 квартир заселено
в т.ч. мкр. Советский
1811 человек зарегистрировано
16 домов
995 квартир всего
1787 квартир заселено
пгт. Елецкий
749 человек
51 дом
235 квартир всего
xx. квартир заселено
г. Воркута
71402 зарегистрировано человек (на 01.01.2009г.)‏
1098 домов
52186 квартир всего

Параметры основных энергоисточников
Энергообеспечение города осуществляется от ТЭЦ-1, ТЭЦ-2, центральной водогрейной котельной, нескольких поселковых и шахтных котельных. Г.о. Воркута полностью обеспечивает себя электрической энергией (в годовом разрезе).
Величина сальдо-перетока по году – менее 1%. Практически вся электроэнергия вырабатывается на электростанциях ОАО «ТГК-9». Величина потерь составляет 5,3% от выработки электроэнергии.
Между ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2 нет тепловых магистралей.

Воркутинская ТЭЦ - 1
Строительство Воркутинской ТЭЦ-1 началось летом 1940 года. В 1961-1963 годах началась реконструкция ТЭЦ-1, вместо устаревшего оборудования были установлены теплофикационные турбины. К ТЭЦ-1 подключались все новые районы города для теплоснабжения.
Износ основного оборудования составляет
ТЭЦ -1 и центральная котельная города ЦВК (входящая в состав ТЭЦ) полностью покрывают нагрузку центральной части города, имея значительный резерв тепловой мощности.

Воркутинская ТЭЦ - 2
Первые агрегаты были введены в эксплуатацию в четвертом квартале 1955 года, окончательно строительство закончилось в 1992 году.
В настоящее время Воркутинская ТЭЦ-2 - мощное энергетическое предприятие, работающее на местных углях, обеспечивающее нужды города и его промышленных предприятий электроэнергией, теплом и горячей водой.
Резерв тепловой мощности ТЭЦ-2 составляет около 260 Гкал/ч, при дополнительной загрузке вырастет выработка электроэнергии на тепловом потреблении и снизится удельный расход топлива.

Выработка и потребление электрической энергии, млн. кВт-час

Структура выработки теплоты в 2008 г.
Доля электростанций ОАО «ТГК-9» при выработке тепловой энергии достигает 60%. Промышленные котельные (работающие на шахтном газе) вырабатывают около 8% теплоты, а муниципальные котельные и ЦВК – 32%. Вклад электрокотлов – незначителен.
Потери тепла по г.о. Воркута составляют 13%.

Выработка тепловой и электрической энергии на территории городского округа Воркута

Особенности работы энергоисточников
Энергоисточники города Воркуты (ТЭЦ-1, ТЭЦ-2, ЦВК, ведомственные и отопительные котельные) полностью обеспечивают город тепловой и электрической энергией, имея существенный запас по электрической и тепловой мощности.
Износ основного и вспомогательного оборудования энергоисточников значительный, турбины ТЭЦ-1 требуют срочной реконструкции.
Снижение электрической и особенно тепловой нагрузки привели к снижению выработки электроэнергии на ТЭЦ в комбинированном цикле, росту удельных расходов топлива.
В качестве перспективного проекта (2011-2012 гг.) рассматривается перевод водогрейных котлов ЦВК с мазута на газ, что позволит снизить вредные выбросы в атмосферу и снизить финансовые затраты на топливо.

Схема электрических линий промузла

Распределение электроэнергии на территории городского округа
Распределение электрической энергии к потребителям от ТЭЦ-1, ТЭЦ-2 и из магистральной линии 220 кВ осуществляется по сетям 110, 35, 10, 6 кВ и 0,4 кВ.
Степень износа электрических сетей по состоянию на 01.01.2009 составляет:
ВЛ-110-35 кВ – 29%, ВЛ-6-10 кВ – 74%, ВЛ-0,4 кВ – 81%.
На сегодняшний день 125 ТП 6-10/0,4 кВ из 268 отработали свой нормативный срок службы( 30 лет) из них 75 шт. работают более 40 лет.
Потери электроэнергии в сетях 6-10 – 110 кВ оцениваются на уровне 1-2 %, в сетях 0,4 кВ - около 15 %

Протяженность электрических сетей на 2008 г.
Воздушные линии электропередачи
Кабельные линии электропередачи
Степень износа электрических сетей по состоянию на 01.01.2009 составляет:
ВЛ-110-35 кВ – 29%, ВЛ-6-10 кВ – 74%, ВЛ-0,4 кВ – 81%.

Показатели транспорта электроэнергии

ТЭЦ-2
(698 тыс. Гкал;
1 175 млн.кВт.ч)
ТЭЦ-1
(688 тыс.Гкал;
109 млн.кВт.ч)
ЦВК
(616 тыс.Гкал)
Воркута
тепло: 663 тыс. Гкал
э/э: 65,8 млн. кВт*ч
мкр. Советский
(собств.котельная)
тепло:21,1 тыс.Гкал
э/э: 1,7 млн. кВт*ч
пос. Сивомаскинский
(собств.котельная)
тепло: 1,98 тыс.Гкал.
э/э: ок.1,6 млн. кВт*ч
пос. Елецкий
(собств.котельная)
тепло: 5,3 тыс.Гкал;
э/э: 0,46 млн. кВт*ч
пос. Заполярный
(собств.котельная)
тепло: 27,8 тыс.Гкал;
э/э: 2,6 млн. кВт*ч
пос. Северный
тепло: 88,7 тыс. Гкал
э/э: 8,8 млн. кВт*ч
пос. Воргашор
тепло: 169,2 тыс. Гкал
э/э: 16,8 млн. кВт*ч
Северные котельные
Потребление энергоресурсов населением по г.о. Воркута
пос. Комсомольский
(собств.котельная)
тепло:н/д
э/э: 1,2 млн. кВт*ч

Система теплоснабжения города
Теплоснабжение осуществляется от трех источников ТЭЦ-1; ЦВК; ТЭЦ-2. На тепловых выводах каждого источника установлены узлы учета тепловой энергии. Тепловые сети отличаются большой протяженностью.
Границей балансовой принадлежности является фактически стена ограждения источников, за исключением ТЭЦ-2, где границей балансовой принадлежности является ТК№ 28а с установленными приборами учета тепловой энергии.
Система теплоснабжения города – открытая с непосредственным отбором воды из тепловой сети в систему горячего водоснабжения. Параметры теплоносителя регламентируются температурными графиками.
Отбор воды на горячее водоснабжение производится преимущественно из подающего трубопровода. Циркуляция в системе горячего водоснабжения отсутствует.
Воркутинские тепловые сети включают в себя 34 центральных тепловых пункта, 46,6 км магистральных и 147 км распределительных тепловых сетей.
Тип прокладки тепловых сетей в городе преимущественно подземный (непроходные, полупроходные, проходные каналы). Глубина заложения примерно 1,7 м.
На магистральных и квартальных тепловых сетях проводятся технологические испытания. Испытания проводятся по утвержденным рабочим программам, результаты подтверждаются актами проведения испытаний
Северные тепловые сети обеспечивают тепловой энергией 4 поселка, от 4-х небольших котельных.

Обследование системы теплоснабжения города
На тепловых пунктах установлены насосы, работающие преимущественно, как насосы смешения. Регулирование параметров теплоносителя на тепловых пунктах производится вручную открытием (закрытием) задвижек.
На тепловых пунктах установлены приборы учета тепловой энергии, по которым осуществляется контроль параметров теплоносителя. Коммерческими данные приборы не являются.
Отопительно-вентиляционные системы потребителей, подключенных по перегретой воде, преимущественно не автоматизированы.
На восьми объектах жилого фонда в 2009 году установлены и сданы в эксплуатацию узлы учета тепловой энергии.
Тепловой изоляцией трубопроводов является преимущественно минеральная вата. Последнее время стали применять для изоляции трубопроводов сегменты (скорлупы) из пенополиуретана. Отсутствует эксплуатация систем теплопотребления жилых зданий. К выполнению разовых работ (установка УУТЭ, устранение свищей, замена запорной арматуры и т.п. привлекаются специализированные организации. Подготовка систем теплопотребления жилого фонда к зиме не проводится.
Неотопительный период длится два месяца, на протяжении которых у потребителей отсутствует горячее водоснабжение. Для подогрева воды используются бытовые подогреватели различных типов.
В целом состояние тепловых сетей удовлетворительное, гидравлическая разбалансированность возникает из-за превышения мощностных параметров насосов и диаметров трубопроводов над оптимальными, по причинам сокращения тепловой нагрузки города.

Энергосбережение
Зоны теплоснабжения

Мероприятия по энергосбережению в тепловых сетях

Водоснабжение г.о. Воркута
Основным источником централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения городского округа Воркута являются поверхностные воды р.Уса. Дополнительным источником водоснабжения являются подземные воды. Резервный источник водоснабжения - р.Воркута

Система водоснабжения г. Воркуты

Повышение эффективности распределительных сетей
Cуществующая система теплоснабжения в основном имеет в своем составе «старое» оборудование, отработавшее свой ресурс. Своевременно проводятся плановые ремонты, однако ввиду высокой изношенности оборудования, этого уже недостаточно, необходим постоянный мониторинг и текущее обслуживание, а эти работы в необходимом объеме отсутствуют. В результате - постоянные протечки и разрывы трубопровода, потери теплоносителя и ввиду низких температур высокие расходы воды, а значит и высокий расход электроэнергии на насосное оборудование.
Анализ фактических режимов системы теплоснабжения показывает значительные колебания расходов теплоносителя, высокие расходы электроэнергии насосами в связи с их излишней мощностью. В частности, установленное на нескольких ЦТП оборудование частотного привода насосов окупилось за 2-3 месяца.

Баланс по генерации и потреблению тепловой энергии за 2008 г.

Структура потребления теплоты по г.о. Воркута в 2008 г.
Основным потребителем тепловой энергии в г.о. Воркута является население (54%).
На промышленных потребителей приходится 21%.
Бюджетные организации и учреждения различных уровней требуют 14% от общей величины потребления.
Прочие составляют 11%.

Структура потребления электроэнергии

Структура потребления электрической энергии
Значительная доля потребления электроэнергии (77%) приходится на промышленность (угольная отрасль). На долю населения приходится лишь порядка 9% от общей величины потребления

Потребление воды
Источники

Структур потребления тепловой и электрической энергии
Структура генерирующих мощностей такова, что г.о. Воркута полностью обеспечивает себя электроэнергией и теплом.
Потери тепловой энергии (согласно статистической информации) составляют 13%, а электрической – 5,3% от величины выработки.
В структуре потребления тепловой и электрической энергии следует выделить две сферы: промышленность и население.
Коммунально-бытовой сектор является основным потребителем тепловой энергии (54%) от общего количества и второстепенным потребителем электроэнергии (9,1%).
На долю промышленных потребителей (в основном, угледобывающей отрасли) приходится до 77% потребления электроэнергии и лишь 21% - тепловой.

Интегральный энергетический баланс Воркуты за 2008 г.

Структура жилищного фонда города
по этажности
Большинство зданий (52%) – 5 этажные

Тепловые нагрузки жилищного фонда
Проектные тепловые нагрузки большинства зданий превышают расчетно-необходимое количество зданиям тепла в среднем на 25 %.
По данным теплосчетчиков, теплосъем зданиями невелик: -4-6 град при Тнв=0- -15оС, 9-11 град при расчетных температурах - -30оС.
Массовых перетопов зданий не выявлено

Показатели энергоэффективности в конечном потреблении
Удельные энергопотребление населением
Удельный расход тепловой энергии на отопление зданий – 0,33 Гкал/м2 или 145 кДж/м2*ГСОП
Удельный расход горячей воды – 170 л/сут
Удельное потребление электроэнергии 920 кВт*час/чел

Структура жилищного фонда города
по годам постройки

Формирование тарифов на энергоресурсы
Электроэнергия
Дифференциация по группам потребителей на низком напряжении: тариф для населения варьируется от 0,79 – 2,26 руб/кВт*час; тариф для бюджетных и прочих потребителей – 3,02 – 3,048 руб/кВт*час.
Тепловая энергия:
Важным моментом является величина ставки на отопление: с 2010 года она дифференцирована по типам домов и источникам тепловой энергии, варьируется соответственно от 42,8 до 168,2 руб/кв.м.
По данным Центра жилищных расчетов:
на 01.01.2010 г. общая задолженность составила 709 млн. рублей,
из которых 94 % (664,3 млн. руб.) было сформировано уже на 01.01.2009 г.,
71% общей суммы задолженности приходится на отопление и горячее водоснабжение.

Сравнительные показатели энергопотребления

Оплата за коммунальные услуги
Расходы на оплату коммунально-бытовых услуг сопоставимы с среднедушевым уровнем дохода (80 % и выше) и стоимостью жилья, поэтому необходимо принятие мер, направленных на снижение расходов населения на оплату коммунальных услуг, как минимум до 25 % среднедушевого уровня дохода.
Высокие ставки по оплате отопления и горячего водоснабжения обоснованы двумя факторами: продолжительным отопительным периодом и низкими температурами (~ 8800 ГСОП), основные виды топлива - уголь и мазут, цена на которые формируется рынком и законодательно не регулируется. Возможно, что на территории г.о. Воркута следует ввести госрегулирование тарифов на топливо.

Комплекс мероприятий по повышению энергоэффективности на территории г.о. Воркута
Системный уровень (мероприятия регионального и муниципального уровня, принципиально меняющие систему энергообеспечения г.о. Воркута):
увеличение и оптимизация загрузки основного энергетического оборудования;
организация системы государственной проверки (надзора) за строительством, ремонтом и эксплуатацией тепловых сетей,
создание фонда энергосбережения для предоставления кредитов и безвозмездных субсидий при энергосберегающих мероприятиях, поэтапная паспортизация объектов социальной сферы и жилищно-коммунального хозяйства
Частный уровень (в основном мероприятия технического плана):
модернизация оборудования энергоисточников (горелок, котлов, турбоагрегатов, насосов), установка частотного привода;
реконструкция тепловых сетей (перекладка сетей, замена насосов, установка ЧРП);
Модернизация электрических сетей (замена трансформаторов, участков линий электропередач);
Повышение эффективности энергоиспользования в конечном потреблении (жилые здания, объекты бюджетной сферы, торговля и сфера услуг, прочие)

Первоочередные технические мероприятия повышения энергоэффективности:
энергоисточники

Первоочередные технические мероприятия повышения энергоэффективности:
система транспорта тепловой энергии

Первоочередные технические мероприятия повышения энергоэффективности:
система транспорта и потребления электрической энергии

Первоочередные технические мероприятия повышения энергоэффективности:
Система водоснабжения и канализации

Первоочередные технические мероприятия повышения энергоэффективности:
объекты социальной сферы и ЖКХ