Теплоцентраль на дровах, тепловые сети, построенные в 19 веке, рынок тепла – все работает энергоэффективно! Опыт из США

В США централизованное теплоснабжение практически не развито. Это сложилось исторически, поскольку основная масса крупных городов закладывалась еще при повсеместном использовании печного отопления, а впоследствии прокладывать тепловые сети по уже сложившейся застройке стало чрезвычайно дорого. Но, например, в г. Сиэтле и в центре г. Нью-Йорка (Манхеттен) сохранились паровые централизованные системы теплоснабжения, которые были заложены на рубеже XIX-XX вв.

В рамках участия в международной программе обмена визитами «Рациональное использование энергии» нам удалось посетить в г. Сиэтле местную теплоснабжающую компанию SEATTLE STEAM COMPANY и побеседовать с ее Президентом и генеральным директором A. Stanley Gent, который нам рассказал об особенностях функционирования своего предприятия централизованного теплоснабжения, работа которого регулируется только рынком.

SEATTLE STEAM COMPANY (SSC) существует 115 лет, и начиналась она с большой угольной котельной в самом центре Сиэтла. Затем коньюктура топливного рынка изменилась, и котельная стала мазутной. Когда в округе построили несколько гидроэлектростанций с дешевой электроэнергией, котельная стала электрической, а когда электричество подорожало - перешли на природный газ, на котором работает и сейчас (компания - самый крупный потребитель природного газа в штате Вашингтон), закупая его в Канаде. Но сегодняшний день вносит уже свои коррективы и на площадке котельной сейчас монтируется новый котел, который будет работать на «чистом» древесном мусоре (кора, опилки, щепа от переработки старых деревянных поддонов и т.д.).

SSC небольшая компания, там работают всего 26 чел. (включая ИТР и управление), ей принадлежат две газовые котельные: первая (150 МВт) работает в базовой нагрузке - установлены три газомазутных котла по 50 МВт и вторая (50 МВт) -пиковая, а так же 25 км паропроводов, которые в свою очередь делятся на две зоны: низкого давления (около 1 ати) для близлежащих потребителей и высокого давления (около 10 ати) для дальних районов. Всего подключено около 200 зданий (в основном - многоэтажные). Все сети закольцованы, поэтому практически любой участок сети можно вывести в ремонт без ущерба для потребителей. Тем более, что перерывов в теплоснабжении не допускается внутренним регламентом предприятия, т.к. надежность централизованного теплоснабжения (как бы странно это ни звучало для российского уха) - это основное конкурентное преимущество, которое привлекает клиента, на этом компания сделала себе имя, хотя никаких норм по отключениям или по срокам устранения аварий законодательно не установлено, в контрактах даже нет материальной ответственности SSC за перерывы в теплоснабжении.

Нужно сразу оговориться, что остальная часть города отапливается при помощи индивидуальных газовых котельных в самых разных вариантах (крышные, пристроенные, подвальные) и электричеством (теплый климат позволяет не разориться на электроэнергии). Любой клиент SSC может отказаться от ее услуг и установить в здании, например, собственный котел, но бизнес компании как раз построен на том, чтобы предложение SSC было чуть выгоднее или удобнее, чем индивидуальное отопление.

Например, в самый холодный период газовые компании «просят» не использовать газ, поэтому под котельной есть емкость для резервного топлива - мазута, а на котлах установленыдвухтопливные горелки. И хотя мазут дороже, за удобство платит потребитель.

Дело в том, что тариф на тепло двухставочный. Первая ставка - за топливо, т.е. 100% затрат на топливо без наценки переносится на потребителей пропорционально потреблению, и SSC не несет никаких рисков по подорожанию или удешевлению топлива. Когда летом 2008 г. был скачок цен на нефть и газ, то стоимость тепла менялась ежемесячно и покрывала все расходы на топливо (в июле топливная составляющая была около 1400 руб./Гкал, в октябре - 700 руб./Гкал). Вторая ставка - эксплуатационные затраты, она никем не регулируется и назначается SSC сроком на год (в 2008 г. составляла около 1000 руб./Гкал). Верхняя граница цены на тепло сдерживается только рынком, а точнее желанием удержать клиента, который самостоятельно делает выбор в пользу того или иного способа отопления. Как правило, если застройщик планирует самостоятельно эксплуатировать здание и сдавать его площади в аренду, то он подключается к централизованному теплоснабжению, а если собирается продать здание целиком, то закупает индивидуальное отопительное оборудование подешевле.

Каждый потребитель платит по счетчику, который чаще всего учитывает конденсат после бойлера потребителя, но там, где это технологически сложно, ставят счетчик на пар. Конденсат потребитель оставляет себе и использует для бытовых целей (полив растений, туалеты, бассейны и т.д.). Цена конденсата уже учтена в стоимости тепла (она ниже, чем стоимость воды из городской сети) и рачительный потребитель, конечно, использует его для своих нужд.

Невозврат конденсата обусловлен экономической целесообразностью такого решения, и паровая сеть компании была построена как однотрубная, общая на две котельные. Трубопроводы проложены в непроходных каналах, есть и очень старые участки возрастом 80-100 лет (чугунные с соединительными муфтами), но, как правило, все в хорошем состоянии, т.к. в каналах всегда сухо и тепло, климат мягкий, соль на дороги не сыпят, а грунт не агрессивный. Изнутри трубы защищены пассивирующей пленкой, которую периодически возобновляют присадками в пар. Сети практически не расширяются, т.к. строить их очень дорого. По той же причине не производится и капитальная перекладка, пока обходятся ремонтом, который в небольших объемах осуществляется своими силами, крупный - силами подрядчиков.

Утечки пара случаются 3-4 раза в год. Суммарные теплопотери в сетях - 23%.

И хотя у SSC есть планы перевести паровые сети низкого давления на водяной теплоноситель, этот проект из-за его дороговизны возможен только в комплексе с подключением к сетям нового района, в котором застройщик хочет организовать централизованное теплохладоснабжение. А для покрытия увеличения подключеной мощности сейчас ведутся переговоры с руководством цементного завода, об утилизации технологического тепла. Но чтобы этот проект осуществить, потребуется крупный долгосрочный кредит, поэтому для этих потребителей разрабатываются специальные долгосрочные контракты снабжения теплом на 10-20 лет, они и будут гарантией кредита.

Есть и плата за подключение к существующим сетям. Она, опять же, никем не регулируется и определяется каждый раз индивидуально. Если клиент нужен компании, то, при условии, что он сам установит бойлеры, его подключат бесплатно. Но если клиенту некуда деться и он подключится в любом случае, то плата может быть любой.

Конечно, SSC заинтересована в новых клиентах, тем более, что установленной мощности хватает - 200 МВт, а подключено около 150 МВт. В настоящее время устанавливается еще один новый котел, мощностью 70 МВт, который строится в кредит. У котла есть предтопок, в котором происходит сжигание древесного топлива, а сам котел с экономайзером расположен над ним, после него дымовые газы проходят фильтр и удаляются в общую дымовую трубу. Появление такого котла продиктовано временем: газ дорожает, а с 2012 г. вводится существенная плата за выбросы, которая не берется с возобновляемых видов топлива (к нему относится и древесина), поэтому к 2012 г. новый котел будет нести базовую нагрузку. Для его работы через дорогу от котельной строят накопитель, в который по ночам грузовиками будут доставлять суточный запас щепы.

Поставщиков такого топлива в городе уже четверо, они собирают отходы при добыче леса, его промышленной переработке и т.д., перерабатывают и поставляют в уже готовом для сжигания виде (щепа не должна превышать 7 см). Полный цикл монтажа котла составит 14 месяцев, стоимость под ключ -25 млн долл. (сильное удорожание произошло из-за того, что котел пришлось «вписывать» в старые стены, которые, кстати возведены были в 1917 г., и лишь раз модернизировались для выполнения условий по сейсмоустойчивости).

Что касается существующих газовых котлов, то их дымовые газы сначала направляются в утилизаторы тепла, где охлаждаются до 60 ОС, а затем выбрасываются в общую дымовую трубу . Конденсат из утилизаторов направляется на подпитку тепловых сетей, и составляет приблизительно 7% от объема подпитки.

Питательные насосы имеют паровой привод, что оправдано экономически.

Суммарный КПД котельной 87%. КПД всей системы от топливного бака до потребителя - 64%.

Надо отметить, что требования техники безопасности в котельной соблюдаются очень аккуратно. Как выяснилось, их в любой момент может проверить страховой агент на предмет соответствия требованиям страховой компании.

И в завершении статьи факт, который не оставил равнодушным никого из российской делегации. Через дорогу от котельной построено новое высотное здание, верхние этажи которого жилые, и находятся выше трубы, буквально в 30 м от ее устья, и ветер несет на окна дымовые газы. Мы конечно, задали вопрос: не требует ли застройщик увеличить высоту трубы? Оказывается, он обращался с такой просьбой в SSC, и в компании готовы ее увеличить, но только в том, случае, если застройщик оплатит все расходы на это мероприятие. Что поделаешь - рынок!

Р.Н. Разоренов, заместитель главного редактора,

научно-технический журнал «Новости теплоснабжения»,

Автор: