Климатические изменения, и загрязнения воды, земли и воздуха происходят значительно более стремительными темпами, чем реализация природоохранных и энергосберегающих проектов, а также принятие соответствующих решений, даже наиболее развитыми государствами. А значит, инициативы и проекты, реализуемые сегодня организациями и частными компаниями в сфере повышения экологической ответственности и охраны окружающей среды – это то, что может стать едва ли не главной движущей силой в построении экологически безопасной экономики и внедрении «зеленого» стиля жизни в государствах, где на первых местах пока другие приоритеты.
В связи с ужесточением экологических требований к утилизации осадков и ростом цен на энергоносители все более актуальной задачей является совершенствование существующих и поиск новых энергосберегающих решений, направленных на снижение потребления ресурсов и минимизацию негативного воздействия на окружающую среду. Для того что бы разрабатывать для Вас действительно удачные решения в компании «ЭКОТОН» действует проектно-технологический центр, располагающий всеми необходимыми ресурсами для оперативного и качественного выполнения работ по выбору технологической схемы и проектированию. Наличие в компании собственных заводов на территории России и Украины, на которых производится широкий ассортимент обезвоживающего и другого оборудования, а также сотрудничество с ведущими европейскими компаниями в данной отрасли, позволяет осуществлять полный комплекс работ от выбора технологии до запуска современных энергоэффективных очистных сооружений.
Энергосбережение при очистке сточных вод населенных мест
Н.Н. Паненко, А.Ю. Скрябин, К.К. Популиди, А.В. Денисова, В.В. Денисов
Согласно мировому опыту, сточные воды населённых мест, отличающиеся относительно высокой постоянной температурой, являются одним из лучших источников низкопотенциального тепла для применения ТНУ. Разработчики проекта TACIS(Technical Assistance for the Common wealth of Independent States, Евросоюз) выполнили расчёт энергетического потенциала низкопотенциального тепла сточных вод (СВ) как в России в целом, так и
(выборочно) в трёх субъектах Российской Федерации: Краснодарском крае, Астраханской и Нижегородской областях (таблица).
№ Параметр Россия в целом Субъекты Российской Федерации
Астраханская область Краснодарский край Ниже-городская область
1 Объём СВ, млн. т/год 28578,2 186,32 685,0 794,6
2 Валовый потенциал, млн. Гкал 285,7 1,86 6,85 7,94
„ * Валовый потенциал, млн. т у.т. 40,8 0,27 0,98 1,14
3 Технический потенциал, млрд. кВт-ч 56,3 0,35 1,35 1,56
Технический потенциал, млн. т у.т. 19,1 0,12 0,46 0,53
4 Экономический потенциал, млрд. кВт-ч 25,2 0,18 0,62 0,62
Экономический потенциал, млн. т у.т. 8,56 0,06 0,21 0,21
Теплота сгорания условного топлива — 29,3 МДж/кг ~ 7 Мкал/кг
Ов= V-ш (12 — и), (1)
где т — удельный вес сточных вод (в расчётах принят 1 т/м ); ¡1 и ¡2- энтальпии входящей на станцию воды и выходящей из неё, кДж/кг.
От = 0,067- дв, (2)
Экономически выгодный потенциал принимался равным от 30 до 50 % от технического ресурса.
Согласно выполненным расчётам, теплоснабжением при помощи ТНУ могут в перспективе воспользоваться до 10% населения России (с учётом того, что на помещение площадью 100-200 м требуется производительность ТНУ порядка 10-20 кВт или удельная его производительность 2,5-5,0 кВт/чел.).
Ниже рассмотрена энерго-экономическая целесообразность использования ТНУ в системе водоотведения г. Новочеркасска Ростовской области.
В бывшем Первомайском районе г. Новочеркасска СВ поступают на городскую канализационную насосную станцию (ГКНС), которая расположена в районе железнодорожного вокзала. От ГКНС по напорному коллектору (2 нитки протяжённостью 6 км) СВ в объёме 23 тыс. м /сут поступают в приёмную камеру очистных сооружений, расположенных за пределами города в районе балки Сухая Кадамовка.
Схема очистки СВ является классической, наиболее распространённой в России (рисунок).
Рис.- Схема существующей очистки сточных вод на Кадамовских очистных сооружениях (г. Новочеркасск)
Сооружения с указанной производительностью по очистке СВ, содержащих 124 мг/л взвешенных веществ (промстоки) и 176 мг/л (бытовые стоки) и соответственно БПК — 86,3 и 97,5 мг/л, являются весьма энергозатратными в эксплуатации. Ежегодное потребление электроэнергии составляет около 5,25 млн. кВтч, а расход природного газа котельной на отопление и горячее водоснабжение только в отопительный сезон (180 сут) превышает 432000 м (1000 м3/ч, эквивалентно 3430000 кДж/ч).
Валовый потенциал теплоты СВ, рассчитанный по формуле (1), составляет:
0В= 958300 1 (83,91-42,04)~40124000кДж/ч где 958300 — часовой приход СВ, л; 83,91- энтальпия входящей при 20 оС воды, кДж/кг; 42,04- энтальпия выходящей при 10 оС воды, кДж/кг; 1 — удельный вес СВ, кг/л
Технически реализуемый при помощи ТНУ потенциал Qш определён по формуле (2):
0’Т=2688000 0, 8—2150400 кДж/ч Таким образом, реальное количество теплоты, которое можно получить при помощи ТНУ только в течение отопительного периода, составит в расчёте на газовый эквивалент:
2150400 кДж/ч:34300кДж/м3—65,6 м /ч (здесь 34300- теплота сгорания
природного газа, кДж/м ) Таким образом, в отопительный период за счёт использования тепла СВ ТНУ сэкономит природного газа ~ 283 тыс. м3 (почти 2/3 от потребления его котельной), что в денежном эквиваленте (4 руб. за 1 м ) составит более 1,13 млн. руб.
Известно, что для эффективной работы ТНУ можно использовать и те-
Согласно расчётам, для получения оставшейся теплоты (3430000-2150400=1279600 кДж/ч) необходимо отвести под укладку труб ТНУ типа «грунт-вода» площадь земли около 1,8 га, что учитывая изолированность Ка-дамовских очистных сооружений, вполне реально. Таким образом, имеется техническая возможность заменить котельную, работающую на дорогостоящем газовом топливе и выбрасывающую в атмосферу более 850 т диоксида углерода — парникового газа — на экологически чистые ТНУ, один из которых использует тепло сточных вод, а другой тепло грунта.
3. Silberglitt R., Anton P., Howell D., Wong A. The Global Technology Revolution 2020: RAND Technical Report. SantaMonica — Arlington — Pittsburg, 2006. — 44 р.
9. RENEwablES 2012 GlObalSTaTuS REPORT // Renewables Energy Policy Network for the 21st Century. REN21 c/oUNEP 15, RuedeMilan, 2012. — 171 р.
Л. В. Фетисов, Р. Р. Низамутдинов, И. Г. Шайхиев ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ АЭРАЦИОННЫХ УСТАНОВОК ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
Ключевые слова: энергосбережение, электропривод, нагнетатели, аэрация, очистка.
Изучен процесс аэрации сточных вод на очистных сооружениях. Определена необходимая концентрация кислорода в сточной воде, которая должна составлять не менее 2мг/л. Определен существующий режим работы нагнетателей, электродвигатели которых потребляют более 90 % электрической энергии, затрачиваемой на очистных сооружениях. Проведен технико-экономический анализ применения устройства плавного пуска электрических двигателей. Окупаемость затрат на модернизацию составила менее 8 месяцев.
Keywords: energy saving, electric drive, superchargers, aeration, cleaning.
Process of aeration of drain waters on treatment facilities is studied. Necessary concentration of oxygen in drain water which should make not less 2mg/l is defined. The existing operating mode of superchargers whose electric motors consume more than 90% of the electrical energy spent on treatment facilities is defined. Technical-economical analysis of use of the device of smooth launch of electric engines is carried out. The economic return on modernization made less than 8 months.
Биологическая очистка сточных вод представляет собой результат функционирования системы активный ил — сточная вода, характеризуемой наличием сложной
многоуровневой структуры. Биологическое окисление, составляющее основу этого процесса, является следствием протекания большого комплекса взаимосвязанных процессов различной сложности: от элементных актов обмена электронов до сложных взаимодействий биоценоза с внешней средой. Множество микроорганизмов,
составляющих биоценоз активного ила биологических очистных сооружений, находясь в сточной жидкости, поглощают поллютанты внутрь клетки, в которой они под воздействием ферментов подвергаются биохимическим превращениям. При этом органические и некоторые виды неорганических загрязняющих веществ
Концентрация кислорода в сточной воде не должна быть менее 2 мг/дм3. Время аэрации и прохождения сточной воды через аэротенки составляет более 4 часов. В течение этого времени происходит сорбция загрязнений, растворенных в сточной воде, поверхностью активного ила и начальная стадия окисления загрязнений микроорганизмами активного ила. Из аэротенков смесь очищенной сточной воды и активного ила
поступает на вторичные отстойники, предназначенные для отделения очищенной сточной воды от активного ила. После вторичных отстойников очищенная сточная вода хлорируется и направляется в ближайший водоем.
Как уже говорилось ранее, для эффективного функционирования аэробных биологических очистных сооружений необходимо наличие в очищаемой жидкости воздуха. Последний необходим для поддержания биоценоза активного ила во взвешенном состоянии, что способствует увеличению площади контактирования хлопьев активного ила и, соответственно, степени удаления поллютантов и сокращения времени очистки. Второй функцией воздуха является то, что он является источником кислорода для жизнедеятельности аэробных микроорганизмов, входящих в состав активного ила.
Воздухоснабжение на очистных сооружениях канализации муниципального унитарного предприятия «Водоканал» г. Казани необходимо для обеспечения одной из стадий технологии очистки сточных вод — процесса аэрации смеси сточной воды и активного ила в аэротенке. Для производства сжатого воздуха эксплуатируются семь нагнетателей Н-750 с высоковольтными электродвигателями мощностью 1250 кВт, из
Большой срок эксплуатации нагнетателей увеличивает риск выхода из строя их узлов трения вследствие сильного износа подшипников при «прямом» пуске. Кроме того, имеется
необходимость отключения воздуходувок Н-750 в ночное время при уменьшении количества сточных вод, что позволит снизить затраты при функционировании очистных сооружений.
Оптимизировать работу нагнетателей можно следующими способами:
— обеспечение эффективной и безопасной возможности отключения и плавного запуска электродвигателей большой мощности;
— автоматическое поддержание необходимого для технологии давления в пневмосистеме с высокой точностью;
— воздействие на начальную температуру и начальное давление всасываемого воздуха;
— подогрев отходящего к потребителю сжатого воздуха за счет утилизации тепла сжатия.
Наиболее существенным решением проблемы энергосбережения при эксплуатации компрессорных и насосных установок, вентиляторов и дымососов с мощными электрическими двигателями является применение устройств плавного запуска (УПЗ). Специалистами ООО «РАБИКА-энергосбережение» разработано универсальное устройство, позволяющее, кроме плавного запуска, осуществлять автоматическую регулировку производительности и давления в пневмо- и гидросистемах. УПЗ механическим способом с помощью дополнительного привода меньшей мощности постепенно раскручивает основной двигатель, плавно доводя до требуемого числа оборотов. После этого на обмотки запускаемого двигателя подается напряжение, и дополнительный привод отцепляется. Так как старт начинается с малых оборотов, предотвращается интенсивный износ подключенного к приводу оборудования. Пусковые токи минимальны вследствие того, что напряжение подается в тот момент, когда вал двигателя уже вращается в режиме, близком к рабочему.
Устройство работает полностью в автоматическом режиме, постепенно доводя число оборотов до заданного режима. Ходом всех процессов управляет контроллер. Запатентованное УПЗ позволяет осуществить идеально-теоретический пуск электрического двигателя без каких бы то ни было негативных последствий для оборудования. УПЗ устанавливается индивидуально на каждый электрический двигатель. При этом сохраняется существующая система прямого пуска.
В июне 2014 года системой плавного запуска и регулирования был оснащен нагнетатель Н-750 № 3 на очистных сооружениях канализации муниципального унитарного предприятия «Водоканал».
Установленный комплект системы плавного пуска содержит следующие компоненты:
— устройство плавного запуска (УПЗ);
— многофункциональная смазочная композиция (МСК) «МЕГОС» для системы смазки.
Как показал опыт эксплуатации названной системы, плавный пуск обеспечивает:
— многократный щадящий безударный пуск/останов нагнетателя;
— увеличение срока службы агрегата, его электропривода и пусковой аппаратуры;
— снижение расходов на обслуживание и ремонт.
Также определено, что внедрение МСК
«МЕГОС» в систему смазки нагнетателя Н-750 даёт следующие преимущества:
— увеличение рабочего ресурса узлов трения воздуходувки Н-750;
— увеличение срока службы масла;
— снижение потребления электродвигателем нагнетателя Н-750 электроэнергии на 2 %.
При применении МСК «МЕГОС» реализуется эффект «избирательного переноса», который проявляется в том, что на трущихся поверхностях деталей в процессе трения формируется тонкая «сервовитная» медная плёнка, которая в несколько раз увеличивает поверхность контакта, предотвращает водородный износ деталей, в несколько раз снижает коэффициент трения. Так как трение деталей в узле происходит по самовосстанавливающемуся, пластичному слою меди, износ их снижается в несколько раз.
Рассчитан годовой экономический эффект, полученный при внедрении УПЗ на нагнетателе марки Н-750. В частности, определено, что Годовой экономический эффект, полученный при отключении одного нагнетателя на пять часов ночью составил 499500 кВт-ч или 1433565 руб. (при тарифе 2,87 руб. с НДС).
Также проведенными расчетами определено, что годовая экономия электроэнергии на одном нагнетателе Н-750 при внедрении МСК «МЕГОС» составила 2 % или 213867 руб.
Экономия расходов на ремонт нагнетателя из-за уменьшения износа баббитовых подшипников и других узлов трения составила 0,5 млн. рублей.
При стоимости проекта 1300000 рублей, годовой экономический эффект от внедрения системы плавного пуска на нагнетателе Н-750 составил 2147432 руб.
Проведенными расчетами определено, что окупаемость проекта составила менее 8 месяцев. Таким образом, затраты на внедрение УПЗ полностью окупились. Положительный опыт эксплуатации УПЗ предполагает использование данного оборудования и на других нагнетателях станции.
В 2015 году аналогичное УПЗ установлено ещё на одном насосном агрегате Н-750.
К минусам внедрения УПЗ можно отнести провалы напряжения в сети 0,4 кВ при запуске электродвигателя мощностью 75 кВт. Эта проблема была решена установкой устройства плавного пуска по току. Таким образом, была снижена нагрузка на силовые трансформаторы мощностью 630 кВА.
1. Е.А. Преснякова, Вестник магистратуры, 12(39), 64-65 (2014).
2. М.Ю. Избаш, С.В. Лунин, Е.А. Янчак, Комунальне господарство мiст, 114, 118-121 (2014).
3. Мешенгиссер Ю.М. Теоретическое обоснование и разработка новых полимерных аэраторов для биологической очистки сточных вод: автореф. дис. на получение научной степени доктора технических наук: 05.23.04 / Мешенгиссер Юрий Михайлович; Харк. гос. тех. ун-т строит-ва и арх. — Харьков. 2001. С. 5.
4. Гаврина Е.В. Разработка и исследование высокоэффективных конструкций аэраторов пневматического типа для биологической очистки сточных вод: автореф. дис. на соискание учетной степени кандидата технических наук: 05.23.04 / Гаврина Елена Владимировна; Пензенская гос. арх. — строит. акад. — Пенза, 2000. С. 5 — 10.
5. Р.Р. Низамутдинов, Л.В. Фетисов, Энергетика: Эффективность, надежность, безопасность: материалы XXI всероссийской научно-технической конференции, 38-39 (2015).
DOI: 10.21122/1029-7448-2016-59-5-436-451 УДК 621.311
Энергоэффективность технологических систем водоснабжения и водоотведения и методы ее оценки
А. А. Капанский1*
‘-Гомельский государственный технический университет имени П. О. Сухого (Гомель, Республика Беларусь)
Реферат. Рассмотрены существующие методы оценки энергетической эффективности технологических систем водоснабжения и водоотведения. Основной инструмент существующих методик — расчетно-аналитический метод, в соответствии с которым определение общих и удельных расходов электрической энергии базируется на оценке фактического расхода, напора и коэффициента полезного действия насосного агрегата. Однако в практических условиях на эти характеристики воздействует множество факторов, которые оказывают влияние на результирующее значение энергетической эффективности и приводят к погрешностям в расчетах. К таким факторам относятся техническое состояние оборудования и трубопроводных сетей, изменение режимов работы насосных агрегатов с течением времени, заметное влияние на электропотребление температуры окружающей среды, объема атмосферных осадков и химического состава стоков. Как объект управления системы водоснабжения и водоотведения обладают свойством целостности, в связи с чем оценка показателей энергоэффективности трубопроводных предприятий должна базироваться на системном подходе, тогда как существующие методы основаны главным образом на анализе режимов работы единичного электрооборудования, а не всей технологической системы. Приведена система управления энергетической эффективностью трубопроводных систем водоснабжения и водоотведения, которая основывается на информационной базе статистических данных энергетических, гидравлических и производственных показателей водоканализационного хозяйства. Представлены разработанные базовые математические модели общих и удельных расходов электрической энергии в системах водоснабжения и водоотведения, которые являются основой для решения задач прогнозирования и оценки текущего состояния энергетической эффективности работы предприятий, выбора приоритетных направлений энергосбережения и поиска резервов экономии топливно-энергетических ресурсов.
Ключевые слова: энергоэффективность, водоснабжение, водоотведение, топливно-энергетические ресурсы, методы оценки
Для цитирования: Капанский, А. А. Энергоэффективность технологических систем водоснабжения и водоотведения и методы ее оценки / А. А. Капанский // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2016. Т. 59, N° 5. C. 436-451
Адрес для переписки
Address for correspondence
Kapansky Aleksey A.
P. O. Sukhoi State Technical University
Energy Efficiency and Assessment Methods
of Technological Systems of Water Supply and Water Disposal
А. A. Kapansky1)
O. Sukhoi State Technical University of Gomel (Gomel, Republic of Belarus)
Abstract. The existing methods for assessing the energy efficiency of technological systems of water supply and water disposal are examined. The main tool of the existing methods is a sett-lement-and-analytical method, and, in accordance with the mentioned one, the determining of general and specific electric power consumption is based on actual consumption evaluation, evaluation of pressure and efficiency of the pump unit. However, in practical terms a lot of factors influence on those characteristics therefore affecting the resulting magnitude of energy efficiency and leading to errors in the calculation. These factors include the technical condition of the equipment and piping systems, alterations in the modes of operation of pumping units over time, a significant impact of the ambient temperature on the power consumption, amount of precipitation and the chemical composition of the effluent. As an object of management water supply and water disposal systems are considered as a totality; therefore the assessment of the energy efficiency of pipeline enterprises ought to be based on a systematic approach, whereas the existing methods are mainly based on an analysis of operating modes of individual electrical equipment, not on the whole technological system. The article describes the management system of energy efficiency of pipeline water supply and water disposal systems. The management system is based on information base of statistic data of power, hydraulic and industrial indexes of wastewater management. The original basic mathematical models of common costs and unit costs of electrical power in the water supply and water disposal systems, which are the basis for the solution of the problems of forecasting and the current state assessment of energy efficiency of enterprises, the selection of priority areas of energy efficiency and finding the ways to save energy resources, are presented.
Keywords: energy efficiency, water supply system, water removal system, fuel and energy resources evaluation methods
For citation: Kapansky A. A. (2016) Energy Efficiency and Assessment Methods of Technological Systems of Water Supply and Water Disposal. Energetika. Proc. CIS Higher Educ. Inst. and Power Eng. Assoc. 59 (5), 436-451 (in Russian)
го, в основе себестоимости продукции лежит энергетическая составляющая затрат, в связи с чем внедрение технически и экономически обоснованных мероприятий по энергосбережению, прогнозирование и оценка текущего состояния энергоэффективности (ЭЭФ) приводят к совершенствованию системы тарифного регулирования и социальной защиты населения. Современные системы водоснабжения и водоотведения, входящие в структуру ЖКХ, представляют собой сложные технологические комплексы, состоящие из нескольких подсистем, которые взаимодействуют между собой, оказывают влияние друг на друга и формируют режим работы всей технологической системы в целом. Оценка показателей ЭЭФ для таких объектов должна базироваться на системном анализе, тогда как существующие подходы основаны в большинстве случаев на анализе режимов работы единичных электроприемников, а не всей технологической системы.
Функционирование технологических систем водоснабжения
и водоотведения в современных условиях
осуществляют испытательные лаборатории городских и районных водо-снабжающих и водоотводящих организаций. Совершенствование системы управления водоканализационным хозяйством отражается в стремительном развитии автоматизации процессов по запуску и останову насосов, регулированию давления и расходов воды, которые зачастую на водоканалах республики осуществляются дистанционно. Развитие отраслевых и индивидуальных нормативных баз по водопотреблению и водоотведению, контроль технологических расходов и утечек воды приводят к повышению ЭЭФ работы водоканалов.
Показатель удельного водопотребления за 2010 г. приблизился к европейским стандартам и составил 140-150 л/сут. на человека. Стремительное внедрение водосчетчиков, проводимая политика экономии энергоресурсов и сложное экономическое положение у населения и промышленных предприятий приводят к ощутимым снижениям добычи воды водоканалами страны. Месячная динамика подъема воды из артезианских скважин городской системы водоснабжения, производственные показатели которой за полтора года снизились более чем на 10 %, представлена на рис. 1. Снижение объемов добычи воды, перекачки и очистки стоков отслеживается по всей республике.
ы д 98 —
до п 92 —
е ъ 90 —
г 3 г. 3 0 .г
е о 10 2 .к ке 2 т тра 10 2 йаМ
Рис. 1. Месячная динамика подъема воды за 2013-2014 гг. городской системы водоснабжения
Fig. 1. Monthly dynamics of water rise in the urban water supply system, 2013-2014
Снижение объемов производства на объектах водоканализационного хозяйства негативно отражается на оценке фактического состояния ЭЭФ работы предприятия, прогнозировании общих и удельных расходов электроэнергии, что связано в первую очередь с отсутствием методического обеспечения, позволяющего производить оценку ЭЭФ при учете различных влияющих факторов.
Существующие методы оценки энергоэффективности
и их недостатки
Государственное регулирование в сфере эффективного использования ТЭР в системах водоснабжения и водоотведения осуществляется путем:
• разработки показателей в сфере энергосбережения;
• нормирования расхода ТЭР;
• проведения энергетического обследования.
Основной инструмент существующей методики — расчетно-аналитиче-ский метод, с помощью которого удельный расход электроэнергии для насосных агрегатов определяется по выражению
Гуд.н = 2,72 -, (1)
где Н — полный напор, развиваемый насосом, м; п — коэффициент полезного действия агрегата, о. е.
^ = ,26:8 ^р™,, (2)
ПК К N N (С — С )•
где р — избыточное давление, создаваемое воздуходувным агрегатом, атм; БПК — величина снятой биологической потребности в кислороде, мг/л,
равная БПК поступающей сточной воды в среднем за год; п -коэффициент полезного действия агрегата, о. е.; К1 — коэффициент, учитывающий тип агрегата, о. е.; К2 — то же, зависящий от глубины погружения аэратора, о. е.; Л1 — температурный коэффициент, о. е.; N2 -коэффициент, учитывающий физико-химические свойства сточной воды, о. е.; Ср — растворимость кислорода воздуха в сточной воде на 1/2 глубины аэротенка, мг/л; С — концентрация растворенного кислорода в иловой смеси аэротенка, мг/л.
К недостаткам расчетно-аналитического метода можно отнести трудоемкость и низкую точность расчетов. Погрешности в расчетах обусловлены сложностью фактической оценки рабочих параметров насосного, воздуходувного и прочего технологического оборудования, изменением режимов работы насосных агрегатов с течением времени, старением водопроводных и канализационных сетей, заметным влиянием на электропотребление температуры окружающей среды, объемов осадков, химического состава сточных вод при автоматизированной работе системы компрессорного хозяйства предприятия и т. д.
Ж = (w + w + w ) О + Ж + Ж (3)
у н гр «дру^йт в.о вент’ V ‘
где wн — удельный расход электрической энергии, потребляемой насосной станцией на перекачку воды (сточных вод), кВт-ч/1000 м3; wгр, wдр — то же
на работу соответственно механических граблей и (или) дробилки при наличии их в составе оборудования насосной станции перекачки сточных вод, кВт-ч/1000 м3; Ог — годовой объем перекачиваемой жидкости, тыс. м3; Жв о, Жвент — годовой расход электроэнергии на работу вспомогательного оборудования и принудительной вентиляции при ее наличии, тыс. кВт-ч.
Расход электрической энергии очистными сооружениями нормативным методом определяется в зависимости от применения различных способов очистки
Ж = ^м + w0б ) Ог + WоM0 + Жв.0, (4)
где wм — показатель удельного расхода электрической энергии на механическую очистку, глубокое осветление и обесцвечивание воды, кВт-ч/м3;
^об — то же на обеззараживание воды, кВт-ч/м3; Qг — годовой объем очищаемой воды, тыс. м3; wо — удельный расход электрической энергии на озонирование воды, кВт-ч/кг озона; Мо — количество расходуемого озона, кг.
ЦП = —°ЭЗ-¡г -1
ОЭЗб + УДОЭЗб
где ОЭЗо — обобщенные энергозатраты отчетного периода, т у. т.; ОЭЗб -то же базисного периода, т у. т.; — величина, на которую должны
быть изменены обобщенные энергозатраты в сопоставимых условиях, т у. т.
ДОЭЗ = £(у; -Vб, (6)
где У°, V7б — объем производства 7-го вида продукции в отчетном и базисном периодах, тыс. м3; Жуб 7 — фактический удельный расход электроэнергии в соответствующем базисном периоде, кВт-ч/тыс. м3.
На текущий момент все расчеты, связанные с оценкой ЦП и приведением обобщенных энергозатрат к сопоставимым условиям, учитываются своим изменением к базисному году, где за базис принят фактический удельный расход электроэнергии прошедшего периода. Однако удельный
расход электроэнергии является производным показателем фактического электропотребления и объемов производства, в связи с чем в разных периодах исследования его значение может существенно отличаться (рис. 2).
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
« к sy 5
Рис. 2. Сравнение фактических удельных расходов электроэнергии в системе водоснабжения: —•—2013 г.; —■—2014 г.
Fig. 2. Comparing actual unit costs of electricity in the water supply system: —•—2013 year; —■—2014 year
Характеристики, отражающие расхождение поправки электроэнергии, учитывающей фактическую динамику изменения удельного расхода, от поправки, основанной на базовой норме расхода электроэнергии прошедшего периода, представлены на рис. 3.
2800 2100 1400 700 0
Объем производства отчетного перио да, тыс. м
Рис. 3. Оценка погрешности расчета поправки при изменении объемов производства: —по инструкции;——по факту
Fig. 3. Estimation of the error correction calculation under the circumstances
of alteration of the production volumes:—according to the instructions;
——according to the actual state of affairs
Система управления энергоэффективностью
В современных технологических системах водоснабжения и водоотве-дения возникают затруднения при решении задач, связанных с управлением электропотреблением после воздействия внутренней и внешней среды. К внутренним воздействиям можно отнести ежегодное внедрение на предприятиях ЖКХ подкачивающих и канализационных насосных станций, рост и изменение структуры трубопроводных сетей, ввод в эксплуатацию современного энергосберегающего оборудования. Внешнее воздействие обусловливается изменением конъюнктуры рынка, покупательской способностью населения и промышленных предприятий, что в целом существенно сказывается на производственных показателях.
Как объект управления, система водоснабжения обладает свойством целостности и неделимости. Именно поэтому исследование влияющих факторов базируется на построении многофакторных аддитивных моделей электропотребления, основанных на обработке статистических наблюде-
Рис. 4. Схема управления энергоэффективностью технологических систем водоснабжения и водоотведения
Fig. 4. The control circuit of power efficiency of technological systems of water supply and water removal
В роли факторов могут выступать такие показатели подсистем, как:
• объемы поднятой из скважин или поданной потребителю воды;
• объемы перекачиваемых или очищаемых сточных вод;
• температура окружающей среды;
• объемы атмосферных осадков;
• химический состав стоков и др.
Для системы водоснабжения при выборе суточной дискретизации ретроспективных производственных показателей неравномерность часового потребления воды усредняется. Это позволяет не учитывать часовой гра-
фик давления насосных станций, который сильно коррелирует с водопо-треблением, и упростить математическое описание потребления электроэнергии. Разработанная базовая многофакторная модель суточного электропотребления в системе водоснабжения описывается зависимостью
Ж = / (01, ‘окр ) = %.технй + Чкр + ^усл.пост, (7)
где ^уд техн — удельный технологический расход (коэффициент регрессии), кВт-ч/1000 м3; 01 — количество поднятой воды, м3; а — коэффициент регрессии при факторе температуры окружающей среды, кВт-ч/оС; tокр -температура окружающей среды, оС; Жуслпост — условно-постоянная составляющая расхода электроэнергии, кВт-ч.
Для системы водоотведения суточная модель потребления электроэнергии определяется наличием автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУТП). Например:
— для предприятий с неавтоматизированным процессом очистки стоков математическая модель имеет вид
Ж = ^уд.техн Осток + а^кр + ^осад + ^уСЛ ПОСТ , (8)
где 0сток — объем стоков, тыс. м3; Ыосад — количество выпавших атмосферных осадков, мм; а — коэффициент регрессии перед фактором температуры окружающей среды, кВт-ч/оС; Ь — то же перед фактором количества выпавших атмосферных осадков, кВт-ч/мм;
— для предприятий при наличии АСУТП
Ж = w О + аГ + ЬЫ + Ж + Ж , (9)
уд.техн^сток окр осад хим усл.пост’ V /
где Жхим — затраты электроэнергии, обусловленные химическим изменением состава стоков, кВт-ч,
ЖХИм =(С — ХПК + й — БПК5 + е — NH4 ), (10)
ХПК, БПК5, NH4 — химические показатели сточных вод, мг/л; с, й, е — коэффициенты регрессии перед факторами ХПК, БПК5 и NH4, (кВт-ч-л)/мг.
Модель удельного расхода электроэнергии в общем виде может быть представлена
и/ X ХкЬк + Ь0 Жфакт + Жусл.пост лп
Ж =W +—-= W +——, (11)
где 0 — объем производства продукции, тыс. м3; wудтехн — технологический расход электроэнергии, кВт-ч; хк, Ьк — включенный в модель фактор и ко-
эффициент регрессии модели; Ьо — свободный член уравнения регрессии; Жфакт — расход электроэнергии, обусловленный включением в модель
различных факторов, не связанных с технологическими, кВтч.
Сформированные математические закономерности позволяют одновременно решать множество актуальных задач. К таким задачам относятся вопросы, связанные с прогнозированием, оценкой текущего состояния и мониторингом ЭЭФ, выбором приоритетных направлений энергосбережения и поиском резервов экономии ТЭР. Зависимости изменения удельного расхода электрической энергии в системе водоснабжения, построенные по разработанным моделям, приведены на рис. 5.
39500 40500 41500 42500 43500 44500 45500 46500 47500 48500 Годовой объем производства, тыс. м3
Рис. 5. Изменение удельного расхода модели при внедрении энергосберегающих мероприятий и вводе в эксплуатацию трубопроводных сетей
Fig. 5. The change in specific consumption models under the conditions of energy saving activities implementation and commissioning of pipeline networks
На основании полученных зависимостей установлено:
1) внедренные энергосберегающие мероприятия при существующем объеме производства обеспечивают снижение удельного расхода электроэнергии с 704,5 до 662,6 кВт-ч/ тыс. м3;
2) ввод в эксплуатацию новых трубопроводных сетей снижает эффект от мероприятий по энергосбережению, в результате чего удельный расход электроэнергии возрастает до 667,2 кВт-ч/тыс. м3;
3) наиболее значимым фактором, формирующим удельный расход электроэнергии, является производственная программа. Из-за снижения объемов воды с 45050 до 40510 тыс. м3/год удельный расход электроэнергии возрастает до 724,3 кВт-ч/тыс. м3, что полностью съедает эффект от внедренных мероприятий по энергосбережению.
Погрешность годового прогнозирования общих и удельных расходов электроэнергии при верификации результатов моделирования с данными статистической отчетности предприятия на примере системы водоотведения составила менее 1,0 % с квартальным разбросом от (-3,3) % до 3,6 %, что отражено на рис. 6.
нг ар ве он
рэ я S
4,0 3,9 2,0 1,0 0 -1,0 -2,0 -3,0 -4,0
1-й кв . 2013 г. 2-йкв . 2013 г. 3-й кв. 2013 г. 4-й кв. 2013 г. 2013 г. 1-й кв. 2014 г. 2-йкв. 2014 г. 3-й кв. 2014 г. 4-й кв. 2014 г. 20М г.
-1,8 % 3,6% -3,3 % 0,7% -0,2 % 1,0% -0,9 % -0,2 % 0,3% 0,1%
Рис. 6. Верификация модели электропотребления: □ — погрешность, % Fig. 6. Verification of the energy consumption model: □ — error, %
1. Сформирована система управления энергетической эффективностью для трубопроводных систем водоснабжения и водоотведения, основа которой — информационная база данных суточной статистики энергетических, гидравлических и производственных показателей водоканализационного хозяйства.
2. Разработаны модели электропотребления в технологических системах водоснабжения и водоотведения, являющиеся основой для решения задач прогнозирования и оценки текущего состояния энергоэффективности работы предприятий, выбора приоритетных направлений энергосбережения и поиска резервов экономии топливно-энергетических ресурсов.
3. Погрешность годового прогнозирования общих и удельных расходов электроэнергии при верификации результатов многофакторного моделирования с фактическими данными статистической отчетности исследуемого предприятия составила менее 1,0 % с квартальным разбросом от -3,3 до 3,6 %.
новление коллегии Министерства жилищно-коммунального хозяйства Республики Беларусь, 28 января, № 1. Режим доступа: mjkx.gov.by/uploaded/2012/Itogi2014/Itogi2014Z2015.doc. Дата доступа: 18.03.2016.
3. Положение по нормированию расхода топлива, тепловой и электрической энергии в
5. Грунтович, Н. В. Расчетно-аналитический метод нормирования расходов электрической энергии в технологических система водоснабжения и водоотведения / Н. В. Грунтович, А. А. Капанский // Вестник Гомельского государственного технического университета имени П. О. Сухого. 2015. № 2. С. 70-79.
6. Грунтович, Н. В. Развитие методического обеспечения диагностирования и прогнозирования энергоэффективности технологических систем водоснабжения и водоотведения / Н. В. Грунтович, Д. Р. Мороз, А. А. Капанский // Энергоэффективность. 2015. № 3. С. 20-23.
10. Об утверждении и введении в действие Методики нормирования расхода топливно-энергетических ресурсов для предприятий и организаций жилищно-коммунального хозяйства Республики Беларусь: приказ Министерства жилищно-коммунального хозяйства Республики Беларусь, 9 июля 2007 г., № 125 // Право. Законодательство Республики Беларусь. Режим доступа: http://pravo.kulichki.com/zak2007/bz12/dcm12308.htm. Дата доступа: 19.03.2016.
13. Инструкция по расчету целевых показателей по энергосбережению для предприятий и организаций жилищно-коммунального хозяйства Республики Беларусь: утв. постановлением Государственного комитета по стандартизации Республики Беларусь, 01.08.2007, № 40. Режим доступа: http://www.pravo.by/pdf/2007-214/2007-214(045-053).pdf. Дата доступа: 13.03.2016.
14. Об утверждении методических рекомендаций по планированию, учету производственных затрат и калькулированию себестоимости услуг (продукции, работ) в жилищно-коммунальном хозяйстве: приказ Министерства жилищно-коммунального хозяйства Республики Беларусь, 27 августа 2010 г., № 126а // Право. Законодательство Республики Беларусь. Режим доступа: http://www.levonevski.net/pravo/norm2013/num13/d13050. html. Дата доступа: 13.03.2016.
15. Токочакова, Н. В. Расчетно-статистические модели режимов потребления электроэнергии как основа нормирования и оценки энергетической эффективности / Н. В. Токочакова, Д. Р. Мороз // Энергоэффективность. 2006. № 1. С. 14-15; 2006. № 2. С. 14-15.
16. Грунтович, Н. В. Диагностирование и прогнозирование показателей энергоэффективности технологических систем водоснабжения и водоотведения / Н. В. Грунтович, А. А. Ка-панский // Инновации в энергосбережение — инвестиции в будущее: международный форум. Витебск: Витебский областной центр маркетинга, 2015. С. 47-51.
Поступила 18.01.2016 Подписана в печать 16.03.2016 Опубликована онлайн 26.09.2016
1. On the Results of the Activity in 2014 and Objectives to Improve the Efficiency and to Retrofit of Housing and Communal Services in 2015. The Resolution of the Collegium of the Ministry of the Republic of Belarus of Housing and Communal Services of Jan. 28, No 1. Mode of Access: mjkx.gov.by/uploaded/2012/Itogi2014/Itogi2014Z2015.doc. Date of Access: 18 March 2016 (in Russian).
2. Energy Charter Secretariat (2013) Profound Review of Policies and Programmes in the Area of Power Energy Efficiency of the Republic of Belarus. Mode of Access: http://belgium.mfa. gov.by/docs/belarus_ee_2013_rus.pdf. Date of Access: 18 March 2016 (in Russian).
3. The Provision on Rationing of Consumption of Fuel, Thermal and Electric Energy in the National Economy of the Republic of Belarus: Approved by the Resolution of the Committee on Energy Efficiency at the Council of Ministers of Belarus, 19.11.2002, No 9. Right. Legislation of the Republic of Belarus. Mode of Access: http://www.levonevski.net/pravo/norm2009/ num31/d31029.html. Date of Access: 18 Nov. 2015 (in Russian).
7. On the Program of the Republic of Belarus Housing Utilities Development till 2015. The Resolution of the Council of Ministers of the Republic of Belarus of 8 Feb. 2013, No 97. Right. Legislation of the Republic of Belarus. Mode of Access: http://pravo.newsby.org/belarus/ postanovsm0/sovm697.htm. Date of Access: 18 March 2016 (in Russian).
8. On the State Programme on Water Supply and Sanitation «Clean Water» for 2011-2015. The Resolution of the Council of Ministers of the Republic of Belarus of 15.09.2011, No 1234. Mode of Access: http://www.government.by/upload/docs/file4a18314a78f3e347.PDF. Date of Access: 18 Nov. 2015 (in Russian).
10. On Approval and Introduction of the Technique of Rationing of Fuel and Energy Resources for Businesses and Organizations of Housing and Communal Services of Belarus: the order of the Ministry of the Republic of Belarus of Housing and Communal Services, July 9, 2007, No 125. Right. Legislation of the Republic of Belarus. Mode of Access: http://pravo.kulichki. com/zak2007/bz12/dcm12308.htm. Date of Access: 19 March 2016 (in Russian).
11. Municipal Center for Economics and Law (2007) Methodic Recommendations for Determining Requirements for Electric Power for Technological Needs in Water Supply, Sanitation and Wastewater Treatment. Moscow. Mode of Access: http://www.os39.ru/file/oksana/metodi cheskie_rekomendatsii_po_opredeleniyu_potrebnosti_v_elektricheskoi.pdf. Date of Access: 18 March 2016 (in Russian).
13. Instruction for Calculating Targets for Energy Conservation for Enterprises and Organizations of Housing and Communal Services of the Republic ofBelarus: Approved by the Resolution of the State Committee for Standardization of Belarus, 01.08.2007, No 40. Mode of Access: http://www.pravo.by/pdf/2007-214/2007-214(045-053).pdf. Date of Access: 13 March 2016 (in Russian).
14. On the Approval of Methodical Recommendations on Planning, Accounting of Production Expenses and Calculation of Cost of Services (Goods, Works) in the Housing and Utilities Sector. Order of the Ministry of the Republic of Belarus of Housing and Communal Services of 27 August 2010, No 126a. Right. Legislation of the Republic of Belarus. Mode of Access: http://www.levonevski.net/pravo/norm2013/num13/d13050.html. Date of Access: 13 March 2016 (in Russian).
Выбор оптимальной технологии обработки и утилизации осадков
Экономическая эффективность изложенных методов требует расчетного обоснования для местных условий, прежде всего соотношения стоимостей электрической и тепловой энергии, а также потребляемых ископаемых топливных ресурсов.
Практическая реализация приведенных выше технологий требует серьезных капиталовложений, между тем правильно выбранное технологическое решение и продуманная программа реализации проекта позволит существенно повысить энергоэффективность предприятия и вывести его на необходимый уровень рентабельности. Первым шагом к получению инвестиций является проведение на предприятии обследования. Данная работа необходима для разработки технического решения, учитывающего все особенности предприятия. Проведение инжинирингового обследования на предприятии позволит дать экономическую и экологическую оценку проекта и будет основой инвестиционного бизнес-плана, направленного на привлечение финансовых средств.
Термическая утилизация осадков сточных вод
Основным преимуществом термической сушки является сохранение органического вещества в высушенном осадке как ценного компонента удобрений. При сжигании осадков органические вещества превращаются в газообразные продукты сгорания, что приводит к значительному сокращению общего объема отходов процесса очистки сточных вод. Экологические требования к термической обработке органического сухого вещества осадков сточных вод описаны, в принятой 4 декабря 2000 года в Брюсселе, в директиве 2000/76/ЕС «О сжигании отходов».
Для сжигания осадков применяют главным образом печи с кипящим слоем, а также многоподовые и циклонные печи. При сжигании в печах осадки подают в псевдоожиженный слой инертного материала (песок с размером частиц 1-5 мм), нагретый до температуры, обеспечивающей воспламенение отходов.
Первый в России и Восточной Европе современный завод по сжиганию осадков с использованием печи «КС» был сдан в эксплуатацию на центральной станции аэрации г. Санкт-Петербурга в 1997 г. Производительность завода составляет 2,5-2,8 тонн/ч по сухому веществу. Технология предусматривает использование вторичных ресурсов, образующихся при сгорании осадка — золы.
Одной из важнейших задач, которая стоит перед технологами в области обращения отходов является обеспечение протекания процесса сжигания осадков в печах без использования дополнительных ископаемых видов топлива т.е. в автотермическом режиме. Это позволяет улучшить экономические и энергоэффективные показатели проекта по обработке осадков на очистных сооружениях.
Анаэробная стабилизация осадков с выработкой биогаза
Несмотря на имеющиеся недостатки данной технологии: высокие капиталовложения и ухудшение влагоотдающих свойств осадка, она является рентабельной, и позволяет стабилизировать осадок для дальнейшей его обработки.
Перспективы внедрения технологии утилизации осадков сточных вод на очистных станциях
На прошедшем в южноамериканском Дурбане 12 декабря 2011г. Климатическом саммите было принято «дорожную карту» для разработки нового глобального договора о защите климата, который впервые будет юридически обязывающим для всех государств. Новый глобальный договор будет разработан к 2015 году, и после его ратификации вступит в силу в момент окончания Киотского протокола. Киотский протокол было решено продлить до 2020 года. Это позволит дать зеленый свет природоохранным и энергосберегающим проектам в странах, которые развиваются. К таким проектам относится и утилизация осадков сточных вод биологических очистных сооружений. Реализация такого проекта позволит значительно снизить вредные выбросы в атмосферу парниковых газов на очистных сооружениях, обеспечить предприятие дешевой и качественной электрической и тепловой энергией. Такие проекты входят в национальные энергетические программы большинства индустриально развитых стран и стран, которые развиваются.
Применение энергоэффективных технологий для предприятий ВКХ
Г. А. Самбурский, руководитель проектов РАВВ
Рис. 1. Федеральные законы, имеющие отношение к деятельности предприятия ВКХ в части энергоэффективности
Отраслевым законом для водоснабжения и водоотведения (Федеральный закон от 07.12.2011 № 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении») введены показатели надежности, качества, энергетической эффективности объектов централизованных систем горячего водоснабжения, холодного водоснабжения и (или) водоотведения (далее — целевые показатели), которые применяются для контроля за исполнением обязательств концессионера, арендатора и организации, осуществляющих горячее водоснабжение, холодное водоснабжение и (или) водоотведение, по реализации инвестиционной программы, производственной программы, в целях регулирования тарифов и исполнения иных обязательств.
Рис. 2. Схема целевых показателей
В качестве подзаконного акта Министерством строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ совместно с заинтересованными федеральными органами исполнительной власти выпущен приказ № 162/пр от 04 апреля 2014 года, утверждающий перечень целевых показателей, согласно которому к показателям надежности, качества, энергетической эффективности объектов централизованных систем горячего водоснабжения, холодного водоснабжения и (или) водоотведения относятся:
а) показатели качества воды (в отношении питьевой воды и горячей воды);
б) показатели надежности и бесперебойности водоснабжения и водоотведения;
в) показатели очистки сточных вод;
г) показатели эффективности использования ресурсов, в том числе уровень потерь воды (тепловой энергии в составе горячей воды).
Очевидно, что позиции, связанные с эффективностью использования ресурсов (рис. 3), в наибольшей степени имеют отражение при формировании программ энергосбережения.
Рис. 3. Направления энерго- и ресурсосбережения для предприятия ВКХ
Данные, собранные организациями — членами РАВВ, говорят о том, что потенциал энергосбережения в ВКХ РФ значительно выше, чем в передовых странах. Энергоемкость производства 1 м3воды в среднем в России — 1.04 кВт-ч (в Москве — 0.49 кВт-ч). В то время как в Берлине — 0.27 кВт-ч, в Шанхае — 0.28 кВт-ч (http://raww.ru/node/2469). Собранная РАВВ статистика для городов с населением в пределах 0,5 млн человек энергопотребление в ВКХ, представленная на рис. 4, наглядно сегментирует возможности управленческих решений для достижения максимального эффекта в части энергоэффективности.
Рис. 4. Основные направления энергоэффективности ВКХ
Известные решения для ВКХ, отвечающие критериям энергоэффективности и обладающие типовым сроком окупаемости, — это применение частотно-регулируемых приводов (ЧРП), оптимизация работы насосных и компрессорных станций, совершенствование теплоизоляции (рис. 5).
Рис. 5. Типовые решения для ВКХ
Учитывая то, что в настоящее время набирает силу новый подход, согласно которому очистка сточных вод — это процесс утилизации составляющих ее химических веществ и элементов, имеющих энергетическую, удобрительную и др. ценность, а также тепловой энергии сточных вод, ассоциация внимательно следит за проектами в данном направлении. Надо отметить, что в настоящий момент имеются реализованные проекты, где достижение энергетической самообеспеченности очистных сооружений без дополнительных источников энергии является реальным фактом — уже в 2004 году сооружения г. Штрасс (Австрия) достигли 108% энергообеспеченности. Однако подобные проекты становятся жизнеспособными только при стимулирующем законодательстве, т. е. соответствующей государственной поддержке.
Рис. 6. Пример современной технологической схемы со сбраживанием осадка (для КОС, принимающих 100 тыс. м³/сут.), автор проекта Д. А. Данилович, РАВВ
Рис. 7. Пример формирования процессов энергосбережения при использовании управляемых воздуходувок по сравнению с нерегулируемыми воздуходувками в условиях неравномерности изменения технологических нагрузок (авторы проекта — В. И. Баженов,, А. Н. Эпов, ЗАО «Водоснабжение и водоотведение», И. В. Баженов, МГТУ им. Н.Э. Баумана)
Рис. 8. Иллюстрация подбора места расположения и диаметров регуляторов на сетях водопровода г. Тюмени. Произошло снижение избыточного давления в сети при обеспечении всех потребителей услугой в полном объеме (Д. А. Бычков, ООО «ТЮМЕНЬ ВОДОКАНАЛ»)
Рис. 9. Пример энергообеспечения для очистных сооружений: а — баланс энергии на сооружениях, выраженный в ХПК; б — динамика распределение потребления энергии на сооружениях (авторы проекта — А. Я. Ванюшина, ЗАО «Экополимер-М», B. Wett ARAconsult GmbH, Innsbruck, Austria, M. Hell Deputy Plant Manager, Head of Laboratory, AIZ, Strass i.Z., Austria)
В качестве инструмента, позволяющего инициировать энергоэффективные проекты, РАВВ рекомендует обязательное использования при закупках оборудования критерия «совокупная стоимость использования — LCC». Совокупная стоимость пользования является универсальным и проверенным методом сравнения любой техники, и мы полагаем, что данный метод следует сделать обязательным в России. РАВВ настоятельно рекомендует для предприятий ВКХ вносить в конкурсную документацию при реализации большинства контрактов (энергосервис, поставка, «под ключ» и т. п.) пункт о необходимости предоставления расчета величины совокупной стоимости владения, согласно формуле:
LCC = Cic + Ce + Cm + Cin + Co + Cenv + Cd,
где Cin — стоимость монтажа и пусконаладки; Co — заработная плата обслуживающего персонала; Сenv — затраты на защиту окружающей среды; Cd — затраты на утилизацию; Cm — затраты на ремонт и техобслуживание; Cic — начальная или капитальная стоимость; Ce — затраты на электроэнергию.
На рис. 10 представлена совокупная стоимость по регулируемым воздуходувкам за срок службы 25 лет (тариф 2,4 руб. за 1 кВтч), а на рис. 11 — сравнение 2-расчетных методик: 1 — в привычной форме (без учета инфляции и дисконта), 2 — с использованием механизма регулирования затрат во времени.
Рис. 10. Структура совокупной стоимости затрат по воздуходувке
Рис. 11. Расчет LLC по воздуходувкам (С. Е. Березин, ЗАО «Водоснабжение и водоотведение»)
С точки зрения инвестиций при выборе технологического решения по системам аэрации аэротенков сооружений биологической очистки важным вопросом является выбор способа регулирования воздуходувки
Если рассматривать потенциал внедрения энергоэффективных решений, то надо исходить из возможностей отдельно взятого предприятия ВКХ. Объективно, текущая ситуация мало способствует внедрению энергоэффективных решений. Судите сами: экономика предприятий ВКХ часто убыточна (рис. 12). При этом мероприятия по энергоэффективности часто сопряжены с серьезными капитальными затратами. В этой связи для предприятий ВКХ часто бывает невыгодной реализация программ энергоэффективности, т. к. при этом финансовые показатели могут демонстрировать большую убыточность (рис. 13 а, б).
Рис. 12. Данные по убыточности предприятий ВКХ
а) схема в отсутствии серьезной модернизации
б) схема с учетом внедрения современного оборудования
Рис. 13. Ограничения при принятии решений о модернизации
Другие проблемы, тормозящие развитие и применение энергоэффективного оборудования, во многом связаны со следующими проблемами: возможности модернизации предприятия ВКХ решает через тарифную политику. С одной стороны, рост доли электроэнергии в себестоимости услуг предприятий ВКХ опережает рост тарифов, формируя, казалось бы, положительную мотивацию в части энергоэффективности (рис. 14). Однако оплата электроэнергии предприятиями ВКХ производится авансовым методом, а сами предприятия ВКХ получают средства по факту потребленной услуги, что порождает кассовые разрывы у предприятий ВКХ. Срок окупаемости энергоэффективных проектов — более 5 лет. Дополнительным сдерживающим фактором служит низкая фондоотдача ВКХ по сравнению с электроэнергией и теплоснабжением.
Рис. 14. Некоторые проблемы, мешающие развивать энергоэффективные проекты
Опыт работы предприятий ВКХ позволяет предположить необходимые мероприятия того, чтобы энергоэффективные проекты не становились формальностью. Полагаем, что минимальные программы государственной поддержки должны включать:
Учитывая вышеприведенные данные, а также непредсказуемости экономических условий, приходится констатировать, что в настоящий момент без внешней (государственной) поддержки реализовывать серьезные мероприятия по энергоэффективности предприятиям ВКХ весьма проблематично.
