Практика энергоаудита

Никита Денисов-Винский,
аспирант факультета энергомашиностроения МГТУ им. Н. Э. Баумана, сотрудник ЗАО «Центр малой энергетики МГТУ им. Н. Э. Баумана».

Энергетическое обследование – шаг к созданию инвестиционно – привлекательного проекта.
Износ энергогенерирующего оборудования в России принимает угрожающие масштабы. Результаты анализа оборудования ТЭС – около 77% турбин имеют износ более 50%, а 51% из всех турбин и вовсе непригодны к эксплуатации и характеризуются как «непригодные к применению» или «лом».

Ситуация с теплогенерирующим оборудованием котельных аналогична. Энергетическое обследование одного из МУП «Теплосеть» Московской области показало, что КПД половины всех котлов лежит в пределах от 80 до 90%, КПД другой половины – от 70 до 80%, но есть котлы с КПД 64%. Как правило, на котлах установлены старые горелочные устройства с автоматикой, не обеспечивающей качественного сгорания топлива или вообще без автоматического управления процессом горения. На момент обследования из 40 котельных МУП «Теплосеть» 30 работали на природном газе, причем доля топлива в стоимости реализованной тепловой энергии находилась в пределах от 27 до 82%; восемь котельных, использовавших в качестве топлива мазут и печное топливо, являлись убыточными. Доля топлива в стоимости реализованной тепловой энергии для них находилась в пределах от 130 до 334%, а в оставшихся двух котельных, работающих на угле, 50%.

Однако прежде чем повышать эффективность использования топлив-но-энергетических ресурсов (ТЭР), необходимо выявить причины их неэффективного использования и разработать мероприятия по устранению данных причин. Все это возможно после проведения энергетического обследования объекта, о чем напрямую указывает Закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23 ноября 2009 года.

Для того чтобы разработать перечень типовых, общедоступных мероприятий по энергосбережению и провести их стоимостную оценку, необходимо иметь наиболее качественную и полную картину работы оборудования котельной, в частности работы котлоагрегатов. Энергообследование котлоагрегатов в основном сводится к составлению их теплового баланса. Одна из часто встречающихся проблем, с которой может столкнуться энергоаудитор, – это отсутствие счетчика природного газа на каждый котел и, как следствие, отсутствие данных по потреблению природного газа каждым котлоагрегатом.
Основная задача энергетического обследования источников тепловой энергии – котельных сводится к составлению баланса между потребленными топливно-энергетическими ресурсами и количеством выработанной тепловой энергии, которая идет на нужды потребителя в качестве водяного пара или горячей воды. Следствием энергетического обследования может являться оценка потенциала энергосбережения, а также указание тех мероприятий, при осуществлении которых в той или иной степени этот потенциал может быть реализован. Любая модернизация подразумевает под собой инвестиции, то есть вложение средств в приобретение нового оборудования или в комплексную модернизацию старого. Благодаря уменьшению себестоимости тепловой энергии за счет уменьшения потребления ТЭР при условии сохранения количества отпускаемой тепловой энергии прибыль будет увеличиваться, что делает энергосберегающие мероприятия на данном объекте потенциально привлекательными с точки зрения привлечения инвестиций.

Для выработки тепловой энергии в котельной необходимо затратить топливо, электрическую энергию, тепловую энергию, воду, а также использовать услуги по приему сточных вод в систему канализации (далее канализация). Если в качестве единицы тепловой энергии, выработанной в котельной, принять одну гигакалорию (1 Гкал), то относительные величины, показывающие, какое количество того или иного ресурса используется для выработки 1 Гкал тепловой энергии в рассматриваемой котельной, могут быть записаны так:

• для топлива в случае использования природного газа нм3/Гкал;
• для электрической энергии кВт·ч/Гкал;
• для тепловой энергии Гкал/Гкал, для воды м3/Гкал и для канализации м3/Гкал.

Все приведенные выше величины полностью характеризуют технологический процесс выработки тепловой энергии в котельной и при его изменении будут также меняться. Стоит напомнить, что в себестоимость тепловой энергии входят также затраты на персонал котельной, затраты на расходные материалы, а также на плановое и внеплановое обслуживание оборудования. Модернизация котельной будет осуществляться в целях снижения этих затрат – в первом случае за счет внедрения современных средств автоматизации и контроля, в остальных за счет нового оборудования, которое требует меньше затрат на ремонт и обслуживание.

Для различных котельных в зависимости от эффективности их работы эти показатели будут различны. Чем более эффективна котельная с точки зрения использования ТЭР, тем меньше будут эти показатели, и наоборот.

Для анализа потенциала энергосбережения источников тепловой энергии в качестве исходных данных используются результаты экспресс-обследования. Как правило, экспресс-обследование включает в себя данные по объему потребленного топлива, электрической энергии, тепловой энергии, воды и канализации, а также количество тепловой энергии, выработанной котельной и отпущенной потребителю за исследуемый промежуток времени. Топливо, электрическая энергия, вода и канализация приобретаются на стороне, в то время как тепловая энергия вырабатывается в котельной и часть ее идет на собственные нужды для обеспечения технологии выработки тепла.

Для расчетов принимаются действующие на момент обследования тарифы. Первый этап заключается в анализе количественной и стоимостной составляющей каждого ТЭР в единице выработанной тепловой энергии – гигакалории, произведенной в котельной. Удельная составляющая каждого топливно-энергетического ресурса покажет, какое количество того или иного ТЭР расходуется для выработки 1 гигакалории тепловой энергии. Полученные данные могут служить отправной точкой для анализа работы оборудования: чем больше удельная составляющая ТЭР в единице выработанной тепловой энергии, тем более неэффективно работает котельная. В качестве примера можно взять котельные одного из МУП Московской области. Так, в одной из котельных для выработки 1 гигакалории тепловой энергии было использовано 113 кубов природного газа, а в другой котельной 256 кубов, то есть больше чем в два раза. Похожая картина и по потреблению электрической энергии: первая котельная потребляет 18 кВт на выработку 1 гигакалории, а другая 83 кВт. Однако в случае с электрической энергией необходимо принимать во внимание длину теплотрасс, а следовательно, и мощность сетевых насосов.

Второй этап заключается главным образом в оценке потенциала энергосбережения, а именно в сравнении в отдельно взятой группе котельных с однотипным оборудованием полученных удельных показателей использования ТЭР. Однако следует помнить, что сделанные выводы являются в определенной мере приближенными, так как среди выбранных котельных вряд ли есть котельная с современным оборудованием и, как следствие, с оптимальными показателями расхода ТЭР для выработки тепловой энергии. С другой стороны, ничего не мешает включить в анализ данные, взятые с современного теплогенерирующего оборудования и на их базе провести сравнение.

Получившиеся величины при сравнении покажут, какое количество того или иного топливно-энергетического ресурса потенциально можно сэкономить в котельной, а при умножении этой величины на соответствующий тариф можно получить потенциальную экономию в денежном выражении. Сумма по всем ТЭРам даст общую потенциальную экономию денежных средств при выработке единицы тепловой энергии. Не стоит также забывать, что получившаяся экономия отнесена на 1 гигакалорию. При умножении этой величины на количество выработанной тепловой энергии за исследуемый промежуток времени, к примеру за один год, можно получить величину, полностью характеризующую потенциальную экономию денежных средств при учете количества выработанной тепловой энергии за исследуемый промежуток времени.

Если вернуться к вышеупомянутому МУП «Теплосеть», котельная под порядковым номером 12 имела потенциал энергосбережения на выработанную 1 гигакалорию тепловой энергии 321 рубль. В то же время котельная под №8 имела потенциал 103 рубля на одну гигакалорию, то есть в три раза меньше. Однако если принимать во внимание количество выработанной тепловой энергии в котельных №8 и №12, то получится, что за исследуемый промежуток времени в котельной №8 потенциально можно сэкономить 9,65 млн. рублей, а в котельной №12–5,71 млн. рублей, то есть почти в два раза меньше.
Данный пример наглядно демонстрирует, что при оценке потенциала тепловой энергии следует также учитывать количество выработанного тепла исследуемых котельных за исследуемый промежуток времени.

Сегодня, после принятия Закона об энергосбережении, энергетическое обследование должно превратиться из обязаловки в первый шаг к созданию инвестиционно привлекательного проекта по модернизации котельной, замены старого оборудования на новое, разработке проекта по надстройке мини-ТЭЦ.