Перспективы централизованного отопления

С началом очередного отопительного сезона в прессе, как обычно, разгорается дискуссия: что предпочтительнее для нашей обширной и холодной страны – традиционные и привычные сети центрального отопления или новомодные индивидуальные котельные? Казалось бы, в пользу последних свидетельствуют солидные экономические выкладки, обширный опыт, накопленный западными странами, несколько успешных российских проб и общая тенденция развития многострадального отечественного ЖКХ. Но, разрабатывая концепции и давая безапелляционные рекомендации, не слишком ли мы увлекаемся? Так ли уж устарела и отстала от сегодняшних реалий централизованная система отопления, и нет ли возможностей и способов сделать ее более эффективной? Попробуем разобраться в этом непростом вопросе.

Обращаясь к истории, можно увидеть, что успешные попытки организации центрального отопления городских кварталов предпринимались в разных странах еще в XIX веке. Вызваны они были как насущной необходимостью, так и техническим прогрессом. Все разумно: проще обслуживать один большой нагревательный котел, делать один дымоход, подвозить топливо и т.п. Как только появились электрические сети и достаточно мощные и надежные насосы, чтобы перекачивать значительные объемы горячей воды, возникли и крупные сети централизованного теплоснабжения.

По многим причинам, как объективного, так и субъективного характера, широкое развитие централизованных систем отопления в Советском Союзе началось в 20-х годах ХХ века. Объективными причинами стали уже упоминавшиеся экономические и технические доводы, а субъективными – стремление к коллективизму даже в такой сугубо бытовой области. Развитие теплосетей было связано с осуществлением плана ГОЭЛРО, который и по сегодняшний день считают выдающимся инженерно-экономическим проектом современности. Работа по прокладке коммуникаций не прерывалась даже во время Великой Отечественной войны.

В результате всех этих титанических усилий к концу ХХ века (а, заодно, к закату существования СССР) в стране насчитывалось около 200 тыс. км тепловых сетей, худо-бедно обогревавших большинство крупных, средних и даже мелких городов и поселков. Вся эта инфраструктура довольно успешно управлялась, чинилась и поддерживалась на работоспособном уровне. Обратной же стороной по-своему уникальной и достаточно эффективной системы стали чрезвычайно высокие тепло- и энергопотери – в основном, за счет недостаточной теплоизоляции труб и энергоемких насосных подстанций. Этому не придавалось большого значения – богатейшая энергоресурсами страна не считала затрат на теплоносители, и исходящие паром траншеи с зеленеющей травой были привычным зимним пейзажем по всему Советскому Союзу.

Однако все изменилось в начале 90-х годов. Гигант рухнул и, помимо прочего, погреб под руинами и жилищно-коммунальный комплекс, включающий в себя и коммуникации центрального теплоснабжения. За десять лет, прошедших с начала распада державы, сети, которые ремонтировались от случая к случаю, практически пришли в негодность. В результате, с начала нового тысячелетия на Россию обрушился целый ряд техногенных катастроф. Дальний Восток, Сибирь, Карелия, Ростов-на-Дону – география размороженных отопительных систем обширна и велика. В отопительный сезон 2003-2004 гг., по самым скромным подсчетам, без отопления в разгар зимы оказались более 300 тыс. человек. Фатальность ситуации в том, что количество аварий на теплоцентралях из-за прорыва труб, отказа изношенного до крайности и малоэффективного оборудования растет экспоненциально. Теплопотери на еще функционирующих трубопроводах составляют до 60%! При этом стоит учесть, что стоимость прокладки одного километра теплотрассы составляет около 300 тыс. долларов, при этом для того, чтобы ликвидировать существующий критический износ теплосетей нужно заменить более 120 тыс. км трубопроводов!

В сложившейся ситуации стало ясно, что для решения этой чрезвычайно сложной проблемы потребуются системные решения, связанные не только с прямым вложением денег в «точечный» ремонт теплотрасс, но с кардинальным пересмотром всей политики в отношении ЖКК (Жилищно-коммунальный комплекс, как с недавнего времени стали называть ЖКХ) в общем, и централизованного отопления в частности. Именно поэтому и возникли проекты по переходу коммунальной отрасли на системы индивидуальных котельных. Действительно, западный (Италия и Германия) опыт свидетельствовал, что организация таких мини-котельных снижает теплопотери и уменьшает энергозатраты. При этом, впрочем, игнорировался тот факт, что страны, где наиболее развиты такие системы отопления, обладают довольно мягким климатом, да и применяются такие системы в домах, прошедших дополнительное (и весьма недешевое!) переоборудование.

Пока в России отсутствует конкретная целевая программа санации жилья, массовый переход на автономные источники теплоснабжения выглядит, по меньшей мере, утопично. Однако надо признать, в ряде случаев оно может стать весьма удачным решением – например, при строительстве новых районов, удаленных от общих городских коммуникаций, при невозможности крупных земляных работ, на крайнем Севере, в условиях вечной мерзлоты, где прокладка теплоцентралей нежелательна по целому ряду причин. Но для крупных городов автономные котельные не являются реальной альтернативой центральному отоплению и, по мнению специалистов, их доля, при самых радужных перспективах, не превысит 10-15% от общего теплопотребления.

В то время как в Центральной Европе активно лоббируют идею автономного теплоснабжения, в странах Северной Европы (где климат близок к нашему) централизованное теплоснабжение, наоборот, весьма развито. Причем, что интересно, во многом благодаря советскому опыту.

В крупных городах, таких как Хельсинки и Копенгаген, доля центрального отопления приближается к 90%. Может возникнуть вполне резонный вопрос: почему в России теплоцентрали – это головная боль коммунальщиков и населения и «черная дыра», поглощающая деньги, а в развитых европейских странах – способ дешево и эффективно доставить тепло туда, где это необходимо?

Ответ на этот вопрос сложен и включает в себя много аспектов. Обобщая, можно сказать, следуя известной поговорке - «дьявол сидит в деталях». А детали эти довольно просты – используя современное оборудование, можно добиться того, что теплопотери в центральных сетях сведутся к минимуму, а поскольку накладных расходов у большой ТЭЦ в пересчете на отапливаемую площадь меньше, то и стоимость единицы тепловой мощности тоже ниже, чем у автономного пункта. Кроме того, крупная, хорошо оснащенная ТЭЦ создает меньше экологических проблем, чем несколько мелких, дающих суммарно тоже количество тепла. Есть и еще один аспект – теплотехники знают, что только в крупных установках возможна реализация наиболее результативных термодинамических циклов для когенерации (совместного производства тепловой и электрической энергии), что является на сегодняшний момент наиболее передовой технологией. Все это и привело скандинавов к выбору в пользу централизованного теплоснабжения. Особенно интересен в этом контексте опыт самой энергоэффективной страны Европы – Дании.

Как и многие страны, Дания была вынуждена предпринять реформирование своей энергетической системы после нефтяного кризиса 1973 года. Для того, чтобы компенсировать его последствия и предупредить подобные кризисы в дальнейшем, к 1976 году был принят первый национальный энергетический план, подтвержденный рядом нормативных актов (Закон о теплоснабжении, Закон об электроснабжении и др.). План ставил задачей по возможности максимально снизить зависимость страны от привозных нефти и нефтепродуктов. Вплоть до середины 80-х годов происходила реструктуризация энергетического сектора, направленная на оптимизацию энерго- теплопроизводства и потребления. После исследования опыта разных стран, за основу была взята модель, примененная в СССР, а именно – централизация теплосетей и укрупнение ТЭЦ.

К началу 90-х годов произошло смещение интересов государства и общества с вопросов энергонезависимости к социальным и экологическим аспектам. При этом приоритетами государственной политики стало так называемое правило «3Е», то есть соблюдение баланса между экономическим развитием, энергетической безопасностью и экологической корректностью (Economic development, Energy security, Environmental protection). Надо сказать, что Дания, наверное, единственная страна в мире, в которой за энергетику и экологическую обстановку отвечает одно ведомство – Министерство охраны окружающей среды и энергетики. В 1990 г. датский парламент принял план «Энергия 2000», предлагающий снижение эмиссии СО2 в атмосферу на 20% к 2005 году (по сравнению с уровнем 1998 г.). Стоит сказать, что этот показатель был достигнут уже к 2000 г. во многом благодаря последовательной политике, направленной на модернизацию и укрупнение существующих теплосетей. Уже к середине 90-х гг. доля систем централизованного теплоснабжения составляла около 60% от общего потребления тепла (в крупных городах до 90%). К системе ЦТ подключено более 500 тыс. установок обеспечивающих теплом более 1 млн. зданий и промышленных сооружений. При этом потребление энергоресурсов на 1 м2 только за десятилетие с начала реформы (1973-1983г) сократилось в два раза.

Экономичность датских сетей центрального теплоснабжения обуславливается низкими потерями в трубопроводах, благодаря введению новых материалов и технологий – труб из полимеров (к примеру, разработки UPONOR), эффективной теплоизоляции и современного насосного оборудования. Дело в том, что в отличие от большинства стран, в Дании работа систем ЦТ регулируется не изменением температуры теплоносителя, а изменением скорости циркуляции, автоматически подстраивающейся под спрос потребителей. При этом широко распространено применение насосов с частотным регулированием, позволяющих значительно снизить энергопотребление. В этой нише лидирующее положение занимает насосное оборудование концерна GRUNDFOS, его использование позволяет сэкономить до 50% потребляемого насосами электричества.

Благодаря перечисленному выше комплексу инноваций, теплопотери в магистральных и распределительных трубопроводах Дании составляют всего около 4%, при этом КПД ТЭЦ достигает 90%. На сегодня в стране осталось 170 тыс. зданий (из общего количества в 2,5 млн.), не подключенных к централизованному теплоснабжению. Большая их часть должна в ближайшее время перейти на ЦТ.

В Дании законодательно закреплено, что местные власти несут ответственность за выполнение программ тепло-, энергосбережения и гарантируют экологическую и экономическую их корректность. Это в целом по стране привело к тому, что почти все новые здания проектируются с учетом подключения к ЦТ. Системы ЦТ используются повсеместно в районах плотной застройки, причем ТЭЦ, использующие когенерацию энергии, составляют большинство среди энергопроизводящих предприятий.

В результате этих реформ, за 30 лет Дания стала самой энергоэффективной страной Европы, где тарифы на тепло и электроэнергию не только не растут, но часто снижаются. При этом экологическая обстановка в целом по стране явно улучшилась. На этом убедительном примере отчетливо видно, что централизованное теплоснабжение отнюдь не является фактором, сдерживающим развитие ЖКК. Более того, именно ЦТ стали причиной значительной экономии энергии и тепла и улучшения, как качества жизни, так и экологической обстановки.

Можно возразить, что опыт Дании неприменим в нашей обремененной множеством проблем стране. Однако начавшаяся реформа коммунального комплекса должна способствовать привлечению инвестиций в эту сферу хозяйственной деятельности и этими вливаниями надо распорядиться, по возможности, разумно. Тем более что и в России уже существует положительный опыт реконструкции систем центрального теплоснабжения, использующий, в том числе, и опыт Дании в этой области. К примеру, в Ижевске на средства кредита Международного Банка Реконструкции и Развития в рамках оздоровления коммунального хозяйства была проведена санация изношенных теплосетей. Проект включал в себя, в том числе, и модернизацию нескольких десятков квартальных ИТП и внутриквартальных сетей тепло- и водоснабжения.

При этом была произведена полная замена теплообменников на современные пластинчатые модели, КПД которых около 98%, высокоэффективное регулирующее и насосное оборудование. В обновляемых системах были установлены новые сетевые насосы GRUNDFOS серии ТР, циркуляционные насосы систем отопления и насосы CRE с частотно регулируемым электроприводом для системы горячего водоснабжения. Надо сказать, что благодаря экономии электроэнергии, это оборудование окупило себя уже через два года эксплуатации. При этом система была полностью автоматизирована. Одновременно проводилась модернизация теплосетей с применением современных пластиковых предизолированных труб и эффективной теплоизоляции, что позволило снизить теплопотери в трубопроводах в 2-3 раза и увеличить срок службы труб за счет многократного замедления коррозии.

В результате была получена обновленная эффективная система централизованного отопления и горячего водоснабжения, при этом выплаты по кредиту не легли тяжким бременем на бюджет, поскольку экономия тепла и энергии оказалась столь значительной, что с лихвой окупала эти издержки.

Таким образом, в дискуссии о целесообразности модернизации и развития существующих систем центрального теплоснабжения или тотальной замены их на автономные тепловые пункты, крышные котельные и поквартирное отопление стоит отвлечься от политических аспектов и обратить внимание на опыт развитых и успешных стран. А он показывает, что в сложном комплексе жилищно-коммунального хозяйства не существует единых решений на все случаи жизни и не стоит отказываться от давно проверенных временем и практикой схем, подчиняясь только веяниям моды. Зарубежный опыт показал, что при использовании современного оборудования и материалов реконструированное централизованное отопление в комплексе с другими техническими решениями (в том числе и индивидуальными системами теплоснабжения) может стать ключом к развитию новых энергосберегающих технологий и обновлению всего ЖКК.