Замещение природного газа местными источниками тепла. Украина. Киев.

С газом в Украине непросто. В рамках разрабатываемой концепции Муниципального энергетического плана (далее МЭП) Киева выполнена проработка потенциальных проектных направлений замещения природного газа местными источниками топлива и энергии. К работам привлекалась экспертно-консультационная группа по замещению природного газа местными источниками топлива и энергии. Также, в основу выбора проектных направлений положен опыт стран и городов ЕС, особенно в части проектов возобновляемой энергетики. Была поставлена задача заместить 1,5 миллиарда кубометров газа в год.

С целью снижения рисков предполагается в рамках МЭП в период до 2016 года выполнить энергетические аудиты по основным проектным направлениям, привлечь компании-партнёры с европейским опытом, выбрать проекты прототипы, разработать проектную документацию и схемы финансирования.

На стартовом этапе планируется использование бюджетных средств. Основное финансирование проектов предполагается на комбинированной основе с использованием заёмного капитала. Учитывая, что предлагаемые проекты обладают национально значимым потенциалом снижения выбросов парниковых газов в объёме 2.9 млн. тонн ежегодно, возможно привлечение средств углеродных инвесторов в объёме до 290 млн. евро.

Строительство теплонасосной станции мощностью 120 МВт. Краткое описание проекта

Мировой опыт показывает на целесообразность строительства теплонасосных станций на очистных сооружениях городов для использования сбросного тепла сточных вод в системах городского горячего водоснабжения.

Компанией ЭСКО ЭКОСИС в период 2009 - 2010 гг. выполнены ТЭО строительства теплонасосных станций большой мощности (20 - 22 МВт) на очистных сооружениях городов Львов, Луганск, Запорожье. Бортническая станция аэрации ежедневно обрабатывает 0.8 - 1.0 миллионов тонн стоков. Температура очищенных стоков на годовом интервале колеблется от 15 до 23 градусов Цельсия. Потенциал технически целесообразной утилизации сбросного тепла сточных вод БСА составляет 120 МВТ (зимой) и 180 МВт (летом).

Сетевая инфраструктура тепловых сетей Левого берега Киева позволяет без значительных капвложений подать горячую воду от теплонасосной станции в жилые массивы к потребителям, что значительно снизит зависимость Киева от тарифов на газ и обеспечит экономическую рентабельность ПАТ КИЕВЭНЕРГО.

Примерная стоимость капвложений составит 140 миллионов евро (строительство ТНС с питанием компрессоров от сети электроснабжения) или 280 миллионов евро в варианте реконструкции 1 линии очистки стоков с использованием метана сточных вод для производства электроэнергии для питания компрессоров ТНС (Установленная мощность ТЭЦ - 25-32 МВт). Ориентировочный срок окупаемости проекта - 9 лет.

Предлагается ввести указанный проект в состав МЭП с выполнением в период до 2016 года следующих работ:
• привлечение зарубежной консалтинговой компании, имеющей опыт успешного проектирования в мире;
• проведение энергетического аудита БСА и тепловых сетей (1 млн. гривен);
• разработка ТЭО и бизнес - плана (2 млн гривен);
• разработка технического задания на проектирование ТНС и реконструкцию тепловых сетей;
• разработка финансового плана и привлечение средств инвесторов или банковского кредита;
• выбор оборудования и подрядных организаций;
• разработка рабочего проекта;
• комплектация проекта оборудованием, начало строительно-монтажных работ.

Потенциал замещения природного газа в настоящем проекте составит при мерно 113 млн. м куб . Потенциал снижения выбросов парниковых газов ориентировочно составит 200 тыс тонн в год.

Строительство 2-х ТЭЦ со сжиганием мусора и иловых осадков суммарной мощностью 300 МВт

Опыт многих стран мира показывает на системное вовлечение в топливные балансы крупных городов потенциала отходов из мусора, а также иловых осадков, образующихся в результате работы станций аэрации. Энергоблоки для производства тепловой и электрической энергии из указанных видов топлива являются экологически чистыми и отработанными с технологической точки зрения.

Выбор городов - прототипов и успешных технологий позволит наиболее оптимально использовать естественные ресурсы Киева и дополнительно вовлечь в тепловой баланс 2 источника с суммарным потенциалом 300 МВт тепловой мощности для использования в системах горячего водоснабжения.

Предлагается ввести указанный проект в состав МЭП с выполнением в период до 2016 года следующих работ:
• привлечение зарубежной консалтинговой компании, имеющей опыт успешного проектирования в мире.
• проведение энергетического аудита городской системы сбора мусора и тепловых сетей (один район) (2 млн. гривен)
• разработка ТЭО и бизнес - плана (2 млн. гривен)
• разработка технического задания на проектирование ТНС и реконструкцию тепловых сетей
• разработка финансового плана и привлечение средств инвесторов или банковского кредита
• выбор оборудования и подрядных организаций
• разработка рабочего проекта
• комплектация проекта оборудованием, начало строительно-монтажных работ

Потенциал замещения природного газа в настоящем проекте составит примерно 225 млн. м куб . Потенциал снижения выбросов парниковых газов ориентировочно составит 400 тыс тонн в год.

Строительство 4 биотопливных заводов по производству топливных пеллет мощностью 300 тыс. тонн в год из городских древесных и сельскохозяйственных отходов. Создание системы сбора городских древестных отходов в городе Киеве

Зеленая зона занимает в общих чертах города 56,3 тыс.га. Сухостой, больные деревья и листья ежегодно образуют массу более миллиона тонн. Большая часть этих природных отходов пока недоступна и утилизируется естественным образом. Ежегодно в городской черте Киева осуществляется сбор и вывоз на полигоны значительного количества городских древесных отходов (далее ГДО). Значительная часть ГДО сжигается в городской черте, принося экологический ущерб окружающей среде в Киеве. Часть ГДО утилизируется на неорганизованной основе.

Источниками ГДО являются более 11 000 гектаров организованных и неорганизованных городских зелёных насаждений. Значительная часть ГДО сжигается в весенний и в осенний период на придомовых участках в малоэтажной застройке.
Часть ГДО образуется в промышленном секторе в результате хозяйственной деятельности при деревообработке. Обрезка деревьев коммунальными предприятиями также приводит к появлению ГДО и потребности в их утилизации. Немаловажным источником ГДО является топливная составляющая городского мусора и хозяйственных отходов человеческой деятельности.

Большинство городов в развитых странах ЕС и Америки используют ГДО в качестве топлива для получения тепловой энергии и приняли ряд нормативных актов, исключающих нецелевое использование ГДО в городской черте. Так, например, в Германии сжигание любых ГДО в кострах в городской черте немедленно ведёт к наложению штрафов. Для жителей городов осуществляется постоянная информационная компания о правильном использовании отходов. С промышленными компаниями, находящимися в городской черте, заключаются договора на безоплатное обслуживание по вывозу ГДО. Все муниципальные предприятия – операторы ГДО – обязаны реализовать городскую политику их целевого использования. Во всех городах создаются реестры и паспорта источников ГДО, осуществляется ежегодный мониторинг соответствия реестру и эффективности использования этих отходов.

Для реализации долгосрочной городской энергетической политики трансформации ГДО в эффективное топливо в странах ЕС приняты долгосрочные программы с использованием бюджетной поддержки всех планируемых мероприятий

Предлагается следующая поверхностная оценка потенциала ГДО в Киеве:
• Древесные отходы пригородной зоны (31 тыс га) - 180 тыс тонн;
• Древесные отходы малоэтажной застройки - 38 тыс. тонн;
• Древесные отходы КП Киевзеленстрой - 143 тыс тонн;
• Древесные отходы промышленности - 30 тыс тонн;
• Древесные отходы в составе ТБО - 30 тыс тонн.

Потенциально возможна утилизация и использование ГДО с массой более 300 тысяч тонн в эквиваленте топливных пеллет, что позволит заместить 150 миллионом кубометров природного газа. Для утилизации ГДО в комфортное городское топливо предлагается строительство 4-х биотопливных заводов с годовой производительностью 300 000 тонн пеллет. Дальнейшее использование топливных пеллет возможно на реконструируемых ТЭЦ и в биотопливных котельных.

Распределение ГДО по источникам образования
• Киевзеленстрой - 64%;
• Одноэтажная застройка, древесные отходы - 17%;
• Деревообработка в промышленности - 13%;
• Киевэнерго и Облавтодор, обрезка деревьев - по 3%
Образование древесных отходов происходит не равномерно в течение года.

Предлагается ввести в состав МЭП отдельный инвестиционный проект с выполнением в период до 2016 года следующих работ:
• привлечение зарубежной консалтинговой компании, имеющей опыт успешного проектирования в мире;
• проведение энергетического аудита с целью инвентаризации и реестра ГДО, мест образования и собственников, подготовки изменений в нормативной и законодательной базе обращения ГДО (1 млн. гривен);
• разработка ТЭО и бизнес - плана строительства биотопливных заводов, системы сбора, хранения и переработки с созданием специализированного коммунального предприятия (2 млн гривен);
• разработка технического задания на проектирование разработка финансового плана и привлечение средств инвесторов или банковского кредита;
• выбор оборудования и подрядных организаций;
• разработка рабочего проекта;
• комплектация проекта оборудованием, начало строительно-монтажных работ.
Потенциал замещения природного газа в настоящем проекте составит примерно 150 млн. м куб . Потенциал снижения выбросов парниковых газов ориентировочно составит 280 тыс тонн в год

Строительство 1000 теплонасосных станций на базе существующих ЦТП для производства горячей воды суммарной установленной мощностью 800 МВт

Мировая практика показывает, что в последние годы в муниципалитетах мира начался стремительный рост производства горячей воды с применением возобновляемых источников - Солнца, тепловых насосов и биотоплива.

Наиболее актуальным сектором для замещения природного газа местным топливом и энергией является горячее водоснабжение. В настоящее время из 400 городов Украины более 380 потеряли горячую воду централизованного приготовления и эта угроза является наибольшей для теплоснабжающих компаний Киева.

Разработка ТЭО эффективности теплонасосных пунктов горячего водоснабжения, выполненные ЭСКО ЭКОСИС при разработке схем теплоснабжения 15 городов Украины показывает на приемлемую окупаемость этих инвестиционных проектов, а также простоту развёртывания массового внедрения этой технологии. При этом подразумевается, что теплонасосные пункты горячего водоснабжения будут развёрнуты на базе 1051 существующего ЦТП, как наиболее инфраструктурно обеспеченного решения, мнимизирующего капитальные вложения.

Наличие помещения земельного участка, трансформаторной подстанции, сети холодного и горячего водоснабжения в каждом из ЦТП, находящихся на балансе ПАТ КИЕВЭНЕРГО позволяет решить одновременно задачи модернизации инженерных систем зданий с установкой примерно 6000 ИТП и модернизации ЦТП в ТНП ГВС (теплонасосные пункты горячего водоснабжения). Одновременно будет решена задача использования централизованной системы теплоснабжения в качестве резервного и пикового источника.
Установленная мощность более 1000 ТНП ГВС будет составлять примерно 800 МВт тепловой мощности, каждый ТНП будет находится в непосредственной близости от зданий потребителей, что позволит разгрузить тепловые сети и снизить потери тепловой энергии примерно на 15 - 20%.

Примерная стоимость капвложений составит 500 миллионов евро, с учётом ремонта зданий ЦТП и строительства баков - аккумуляторов. Окупаемость проекта составит ориентировочно 5.5 лет с учётом роста цен на газ.

Предлагается ввести указанный проект в состав МЭП с выполнением в период до 2016 года следующих работ:
• проведение энергетического аудита ЦТП и тепловых сетей (1 млн. гривен);
• разработка ТЭО и бизнес - плана (2 млн гривен);
• разработка технического задания на проектирование типовых ТНС ГВС и реконструкцию тепловых сетей;
• разработка финансового плана и привлечение средств инвесторов или банковского кредита;
• выбор оборудования и подрядных организаций;
• разработка рабочего проекта;
• комплектация проекта оборудованием, выполнение строительно-монтажных работ (на 80%) с полным завершением в 2017 году.

Потенциал замещения природного газа в настоящем проекте составит примерно 600 млн. м куб . Потенциал снижения выбросов парниковых газов ориентировочно составит 1100 тыс тонн в год

Строительство теплонасосных пунктов на крышах зданий для производства горячей воды суммарной установленной мощностью 700 МВт

Учитывая, что для производства горячей воды в полном объёме мощностей ТНС, установленных на ЦТП, будет недостаточно, предлагается дополнительно установить теплонасосные пункты малой мощности на крышах зданий с использованием высокого потенциала сбросного тепла вентсистем зданий и канализационных систем, а также сбросного тепла наружного воздуха. (Потери тепла через системы вентиляции зданий составляют 20-30% от объёмов тепла, подаваемых к зданию. Практически 90% этих потерь может быть утилизировано с помощью тепловых насосов для приготовления горячей воды.) Такой подход позволяет получить высокий среднегодовой коэффициент эффективности теплонасосов не менее 4.0.

Разработка ТЭО эффективности теплонасосных пунктов горячего водоснабжения, выполненные ЭСКО ЭКОСИС при разработке схем теплоснабжения 15 городов Украины показывает на приемлемую окупаемость этих инвестиционных проектов, а также простоту развёртывания массового внедрения этой технологии. При этом подразумевается, что теплонасосные пункты горячего водоснабжения будут развёрнуты на крышах 12 000 зданий, как наиболее инфраструктурно обеспеченного решения, мнимизирующего капитальные вложения.

Наличие площади размещения, трансформаторной подстанции, сети холодного и горячего водоснабжения в каждом здании, позволяет решить задачи установки примерно ТНП ГВС малой мощности (теплонасосные пункты горячего водоснабжения). Одновременно централизованная система горячего водоснабжения будет использоваться в качестве резервного и пикового источника.

Установленная мощность более 12000 ТНП ГВС будет составлять примерно 700 МВт тепловой мощности, каждый ТНП будет находится в непосредственной близости от нагрузок потребителей, что позволит разгрузить тепловые сети и снизить потери тепловой энергии примерно на 15 - 20%.

Примерная стоимость капвложений составит 400 миллионов евро. Окупаемость проекта составит ориентировочно 5.5 лет с учётом роста цен на газ.

Предлагается ввести указанный проект в состав МЭП с выполнением в период до 2016 года следующих работ:
• проведение энергетического аудита зданий (2 млн. гривен);
• разработка ТЭО и бизнес - плана (2 млн гривен);
• разработка технического задания на проектирование типовых ТНС ГВС и реконструкцию внутридомовых инженерных сетей;
• разработка финансового плана и привлечение средств инвесторов или банковского кредита;
• выбор оборудования и подрядных организаций;
• разработка рабочего проекта;
• комплектация проекта оборудованием, выполнение строительно-монтажных работ (на 80%) с полным завершением работ в 2017 году.

Потенциал замещения природного газа в настоящем проекте составит примерно 500 млн. м куб . Потенциал снижения выбросов парниковых газов ориентировочно составит 900 тыс тонн в год.