Розвиток систем теплопостачання

Зовнішні умови майбутнього розвитку систем теплопостачання України, як і інших країн світу на сучасному етапі є досить непевними. З одного боку, продовжується різке зростання цін на природний газ, нафту та нафтопродукти, яке викликає паритетне зростання цін на інші види традиційних ПЕР. Але існує й висока ймовірність майбутнього їх падіння внаслідок зниження світової економічної активності.

У зв’язку з цим, при визначенні шляхів розвитку енергетики країни, і зокрема, систем теплозабезпечення, слід орієнтуватися не на короткострокові зміни зовнішніх цін на енергоносії, а на установлений тренд до їх підвищення, закономірно зумовлений зростаючими складнощами їх видобутку і транспортування. Очікуваний тренд на підвищення диктує необхідність активного освоєння і ощадливого використання, перш за все, власних енергетичних ресурсів і в тому числі, відновлюваних джерел.

Наявні в цей час економічні передумови, обумовлені високими цінами на вуглеводні, слід використати для прискорення процесів заміщення дорогих вуглеводневих палив ПЕР місцевого походження, альтернативними і відновлюваними джерелами енергії, всебічного впровадження значних наявних резервів енергозбереження у сфері теплопостачання.

Реалізація енергозберігаючих заходів у секторі споживання передбачає зниження його питомого споживання приблизно на 30% за рахунок підвищення термоефективності будинків з застосуванням сучасних норм та стандартів у будівництві, у першу чергу, у сфері будівництва та реконструкції житлового та промислового будівельного фонду. Значну увагу слід приділити удосконаленню інженерного обладнання житлових і громадських споруд, ширшому використанню міжнародного досвіду впровадження енергозберігаючих систем кондиціювання та вентиляції приміщень з рекуперацією та утилізацією вентиляційних викидів, низькотемпературних систем опалення на основі сучасних водогрійних котлів та теплових насосів. Також вагомим фактором підвищення ефективності використання тепла повинна стати зміна поведінки споживачів завдяки дії тарифних та нетарифних стимулів.

При реконструкції наявного житлового фонду особливої уваги заслуговує переобладнання внутрішньобудинкових теплових мереж за двотрубною схемою із впровадженням термоклапанів, поквартирних систем обліку споживання теплової енергії.

Як показують численні техніко-економічні дослідження, варіанти реконструкції систем централізованого теплопостачання з використанням сучасної ізоляції теплових мереж, індивідуальних теплопунктів з досконалими системами погодного регулювання, модернізацією котелень, в умовах економічно обґрунтованих цін на енергоносії і обладнання має незаперечні економічні і екологічні переваги перед варіантами впровадження індивідуального опалення у житловій забудові підвищеної поверховості (3 поверхи і більше).

Реалізація таких проектів потребує найскорішої відмови від практики перехресного субсидування з боку промисловості у сферах газопостачання, електропостачання, а також субсидування виробництва тепла, із впровадженням механізмів адресних субсидій соціально незахищеним верствам населення.

Іншою важливою умовою впровадження політики енергозбереження в системах централізованого теплопостачання має бути налагодження всеосяжного автоматичного контролю та комерційного обліку теплових потоків на всіх стадіях виробництва, транспортування, розподілу та використання теплової енергії. Це створить необхідні економічні передумови для впровадження енергоефективних проектів у сфері реконструкції зношених сьогодні теплових мереж із підвищенням їх економічності і надійності.

За зростання цін і тарифів на традиційні ПЕР ширше використання у СЦТ повинні знайти прогресивні технології генерації теплової енергії на базі ВДЕ, побутових відходів, утилізації теплових ВЕР промислових підприємств, міських ТЕЦ. На особливу увагу заслуговують при цьому проекти впровадження теплових насосів-регуляторів, призначених для регулювання небалансів електроенергетичної системи із повноцінним виконанням функцій економічного і екологічно чистого джерела теплової енергії, що утилізує теплові втрати енергетичного обладнання або теплову енергію довкілля.

Згідно прогнозу за базового сценарія загальне споживання теплової енергії до 2030р. зросте до 271 млн. Гкал, або трохи більше ніж на 15% порівняно з базовим роком. При цьому найбільше зростання відбуватиметься у комерційному та бюджетному секторах за рахунок очікуваного зростання питомої площі на одну людину більш ніж у 3 рази. Враховуючи підвищення ефективності використання тепла на 30%, споживання цими секторами зросте з 29 до 53 млн. Гкал на рік. Споживання тепла промисловістю зросте з 47 млн. Гкал до 57 млн. Гкал за рахунок загального зростання промисловості (зростання частки у ВВП вдвічі). Найбільший сектор споживання, населення, зросте зі 156 до 161 за рахунок зростання питомої площі на одну людину з 23 до 38 м², при цьому за рахунок підвищення ефективності використання тепла, яка буде різною для наявних та нових будівель, можливо буде досягти середньозваженої енергоефективності у споживанні населенням не менше ніж у 20%.

Для задоволення прогнозованого попиту виходячи із сучасних реалій за будь-яким сценарієм головним напрямом розвитку систем генерації, транспортування та розподілу тепла має стати зниження рівнів споживання природного газу за рахунок підвищення ефективності його використання, розвитку систем теплопостачання на базі електричної енергії, вугілля, ядерної енергії, позабалансових, нетрадиційних та відновлюваних джерел енергії, вторинних енергетичних ресурсів, природних теплових ресурсів, тощо. При цьому структура виробництва теплової енергії у 2030 році головною мірою залежатиме від відносної вартості її виробництва на базі кожного з джерел.

У зв’язку з цим слід приділити увагу розвитку ТЕЦ на власному вугіллі, які повинні заміщувати найменш економічні наявні ТЕЦ на газі, а також використовувати АЕС, що здатні виробляти найдешевшу теплову енергію.

За зростання цін і тарифів на традиційні ПЕР ширше використання у СЦТ повинні знайти прогресивні технології генерації теплової енергії на базі ВДЕ, побутових відходів, утилізації теплових ВЕР промислових підприємств, міських ТЕЦ.

Поряд з цим слід розробити програму використання у системах теплопостачання теплових потужностей конденсаційних енергоблоків ТЕС і АЕС України, що перебувають у економічній досяжності до крупних споживачів теплової енергії. Одночасно слід розглянути варіанти теплозабезпечення від таких ТЕС і АЕС з використанням теплових насосів у споживачів, що дозволяє позбавитися від прокладання потужних і протяжних теплотрас.

Для покриття теплових навантажень СЦТ в період до 2020 р. будуть використані потужності наявних ТЕЦ, для частини з яких слід розглянути можливість переводу на спалювання твердого палива (вугілля). Переведення наявних ТЕЦ на вугілля повинно супроводжуватися адекватними заходами із екологічного захисту населення від викидів пилу, оксидів сірки і азоту, а також заходами із знешкодження і утилізації золошлакових відходів. Після 2020 року імовірніше за все в роботі залишаться тільки найбільш ефективні газові ТЕЦ, заміщати які буде недоцільно. Наявні котельні СЦТ залишаться у роботі весь прогнозний період, при цьому необхідно здійснити їх глибоку реконструкцію.

Необхідно також визначити можливість використання котелень СЦТ для спалювання водовугільних емульсій та інших видів нетрадиційних палив.

Теплопродуктивність індивідуальних (поквартирних) генераторів тепла буде зростати по мірі зростання добробуту населення. Структура виробництва тепла буде залежати від наявних технологій та їх відносної вартості.

По мірі дорожчання ПЕР у зв’язку з масштабною реконструкцією обладнання електроенергетики все ширше використання знайдуть нетрадиційні джерела теплової енергії на основі сонячних колекторів, відходах промисловості і побуту, біопалива.

Для задоволення потреби у тепловій енергії та розвитку системи тепло забезпечення країни потрібно розробити та затвердити Стратегію теплозабезпечення України з детальним прогнозом потреби в теплі, структури генерації, основами регулювання ринку теплової енергії тощо.

3.В. Нетрадиційні відновлювані джерела енергії

Розвиток нетрадиційних відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) є важливим фактором:

■ Зниження використання викопних паливних ресурсів (у тому числі імпортованих) для генерації електроенергії та підвищення ступеня енергетичної безпеки;

■ Покращення екологічної обстановки в Україні;

■ Розвитку української промисловості та нарощування власних будівельних потужностей.

Розвиток відновлюваних джерел енергії у країні у довгостроковій перспективі повинен відбуватися на основі економічної конкуренції з традиційними джерелами, а також з урахуванням потенційних вигід від розвитку ВДЕ. Нині вартість генерації на базі ВДЕ значно вища, ніж вартість традиційної генерації. Тому освоєння і розвиток ВДЕ передбачає необхідність використання механізмів підтримки та стимулювання («зелений тариф»). Разом з тим очікується, що витрати на будівництво об'єктів для генерації з ВДЕ будуть знижуватися, а за умови якісного стрибка в розвитку технологій повна собівартість генерації з ВДЕ (з урахуванням амортизації та повернення на інвестований капітал) може зрівнятись із собівартістю традиційної генерації або досягти нижчого рівня.

З урахуванням прогнозованого зниження витрат на будівництво об'єктів для генерації з ВДЕ та потенційних вигід для України від розвитку цієї галузі, цільовий показник сукупної потужності нетрадиційної та відновлюваної енергетики до 2030 р. складе щонайменше 10% від встановленої потужності або 5-7 ГВт (10-12 ГВт включаючи великі ГЕС), а обсяг виробітку – 11-16 ТВт•год (23–28 ТВт•год включаючи великі ГЕС). Ці показники можуть збільшитися за здійснення якісного стрибка в розвитку технологій будівництва об'єктів ВДЕ і, як наслідок, завдяки значному зниженню загальної собівартості генерації з ВДЕ до рівня собівартості традиційної генерації.

Основою розвитку ВДЕ в Україні в прогнозному періоді стане вітрогенерація. Співвідношення частки кожного виду поновлюваної генерації в їхньому загальному об’ємі може змінюватися за змін у траєкторії зниження питомих капітальних витрат на їхнє будівництво.

Сьогодні розвиток генерації на базі ВДЕ в Україні стимулюється «зеленим тарифом», який забезпечує рентабельність виробництва електроенергії з нетрадиційних та поновлюваних джерел. Стимулювання розвитку ВДЕ сприяє, у подальшому, зниженню вартості їх будівництва за рахунок напрацювання досвіду. На сьогодні ставки «зеленого тарифу» в Україні достатні для забезпечення необхідного повернення на інвестиції в об'єкти генерації з ВДЕ. Передбачене законом зниження коефіцієнтів «зеленого тарифу» відповідає поточним прогнозам зі зниження собівартості будівництва об'єктів, призначених для генерації з ВДЕ. При переході на нову модель ринку необхідно врахувати механізми відшкодування «зеленого тарифу».

За активного розвитку генерації на базі ВДЕ необхідно передбачити механізми забезпечення зростання ВДЕ зростанням маневрених потужностей. При цьому, зростання встановленої потужності ВДЕ повинне здійснюватись у межах, які технологічно допустимі задля збереження надійної роботи енергосистеми України. В разі невідповідності планів із розвитку маневрових потужностей та генерації на базі ВДЕ необхідно розробити правила вибору проектів будівництва нових об’єктів на базі ВДЕ.

Також за значного зростання генерації на базі ВДЕ може знадобитися перегляд механізму розподілення (між учасниками – генеруючими компаніями та компаніями-власниками електромереж) витрат на реконструкцію та будівництво магістральних та розподільчих мереж, необхідних для підключення електростанцій на ВДЕ до енергосистеми. При цьому при зростанні обсягів електроенергії, що виробляється на базі ВДЕ, необхідно здійснити модернізацію мереж для переходу до так званих “smart grids”, або «розумних мереж». За сценарію зростання обсягів виробництва електроенергії на базі ВДЕ системний оператор ОЕС повинен забезпечити проходження добового графіку навантаження з урахуванням найбільш ефективного та безпечного використання всіх видів генерації. Дієвим механізмом регулювання потужностей ВДЕ (а саме ВЕС та СЕС) за цього сценарію може слугувати використання споживачів-регуляторів на базі теплових насосів, теплонакопичувачів та подібних технологій.

Для розвитку ВДЕ необхідно на законодавчому рівні забезпечувати сприятливі умови для інвестування. Держава також повинна підтримувати розроблення та впровадження конкурентоспроможних технологій і локалізацію виробництва необхідного устаткування. Подібні заходи створять основу для подальшого зниження витрат на будівництво станцій і розширення масштабів використання відновлюваних джерел енергії.

Зазначені заходи щодо стимулювання розвитку ВДЕ та суміжних галузей (сфер діяльності) найбільш ефективно можуть бути реалізовані шляхом прийняття довгострокової Національної стратегії розвитку відновлюваної енергетики, яка б включила в себе правові, економічні, наукові, управлінські та інші аспекти забезпечення збільшення частки ВДЕ в енергетичному балансі України.