Глава 1. Исследование современного состояния организации теплоснабжения в РФ
1.1. Место теплоснабжения в Энергетической стратегии РФ
Стратегическими целями развития теплоснабжения являются:
достижение высокого уровня комфорта в жилых, общественных и производственных помещениях, включая количественный и качественный рост комплекса услуг по теплоснабжению (отопление, хладоснабжение, вентиляция, кондиционирование, горячее водоснабжение), высокий соответствующий ведущим европейским странам уровень обеспеченности населения и отраслей экономики страны этим комплексом услуг при доступной их стоимости;
кардинальное повышение технического уровня систем теплоснабжения на основе инновационных, высокоэффективных технологий и оборудования;
сокращение непроизводительных потерь тепла и расходов топлива;
обеспечение управляемости, надежности, безопасности и экономичности теплоснабжения;
снижение негативного воздействия на окружающую среду.
Результаты реализации Энергетической стратегии России на период до 2020 года в сфере развития теплоснабжения следует признать неудовлетворительными. За прошедший период ситуация в указанной сфере ухудшилась несмотря на принятие целого ряда решений, которые оказались не подкреплены в достаточной степени необходимыми организационными мерами, материально-технической базой и финансовыми средствами.
За прошедший период выросли показатели износа основных фондов теплоснабжения (до 65 - 70 процентов), коэффициент использования установленной тепловой мощности электростанций снизился до величины, не превышающей 50 процентов, протяженность тепловых сетей сократилась на 7 процентов (более чем на 13,5 тыс. км), увеличились потери в тепловых сетях (с 14 до 20 процентов), а также значительно вырос расход электроэнергии на перекачку теплоносителя (до 40 кВт.ч/Гкал).
К числу основных проблем в указанной сфере относятся:
неудовлетворительное состояние систем теплоснабжения, характеризующееся высоким износом основных фондов, особенно теплосетей и котельных, недостаточной надежностью функционирования, большими энергетическими потерями и негативным воздействием на окружающую среду;
потребность в крупных инвестициях для обеспечения надежного теплоснабжения при необходимости одновременного ограничения роста стоимости услуг этой сферы;
организационная разобщенность объектов и систем теплоснабжения - отсутствие единой государственной политики в этом секторе, прежде всего научно-технической и инвестиционной;
необходимость институциональной перестройки всей системы теплоснабжения для вывода ее из кризиса и успешного функционирования в рыночных условиях.
Для достижения стратегических целей развития отрасли необходимо решить следующие основные задачи:
развитие теплоснабжения России и ее регионов на базе теплофикации с использованием современных экономически и экологически эффективных когенерационных установок широкого диапазона мощности;
распространение сферы теплофикации на базе паротурбинных, газотурбинных, газопоршневых и дизельных установок на область средних и малых тепловых нагрузок;
оптимальное сочетание централизованного и децентрализованного теплоснабжения с выделением соответствующих зон;
максимальное использование возможностей геотермальной энергетики для обеспечения теплоснабжения изолированных регионов, богатых геотермальными источниками (полуостров Камчатка, остров Сахалин, Курильские острова);
развитие систем централизованно-распределенной генерации тепловой энергии с разными типами источников, расположенных в районах теплопотребления;
модернизация и развитие систем децентрализованного теплоснабжения с применением высокоэффективных конденсационных газовых и угольных котлов, когенерационных, геотермальных, теплонасосных и других установок, а также автоматизированных индивидуальных теплогенераторов нового поколения для сжигания разных видов топлива;
совершенствование режимов эксплуатации теплоэлектроцентралей с целью максимального сокращения выработки электрической энергии по конденсационному циклу, вынос ее выработки по условиям экономичности на загородные тепловые станции;
изменение структуры систем теплоснабжения, включая рациональное сочетание системного и элементного резервирования, оснащение автоматикой и измерительными приборами в рамках автоматизированных систем диспетчерского управления нормальными и аварийными режимами их эксплуатации, переход на независимую схему подключения нагрузки отопления (вентиляции и кондиционирования) и закрытую систему горячего водоснабжения;
совместная работа источников тепла на общие тепловые сети с оптимизацией режимов их функционирования;
реконструкция теплоэлектроцентралей, котельных, тепловых сетей и тепловых энергоустановок, проведение теплогидравлической наладки режимов, повышение качества строительно-монтажных и ремонтных работ, своевременное выполнение регламентных мероприятий, оснащение потребителей стационарными и передвижными установками теплоснабжения в качестве резервных и (или) аварийных источников теплоснабжения;
разработка нормативной правовой базы, обеспечивающей эффективное взаимодействие производителей тепла, организаций, осуществляющих его транспортировку и распределение, а также потребителей в рыночных условиях функционирования отрасли.
Перспективная структура, а также объемы производства и потребления тепловой энергии на рассматриваемый период максимально ориентированы на обеспечение потребностей экономики России и учитывают уже начавшуюся деурбанизацию городских поселений, включая вынос за пределы городской застройки промышленного производства и активное развитие индивидуального малоэтажного строительства, доля которого планируется на уровне 52 - 55 процентов всего вводимого в эксплуатацию жилого фонда. Малоэтажная застройка, как правило, будет обеспечиваться индивидуальными теплогенераторами, а многоэтажная - централизованными (частично децентрализованными) источниками. Основной прирост производства тепла в системах централизованного теплоснабжения будут обеспечивать тепловые электростанции, доля которых в общем объеме производства тепла в системах централизованного теплоснабжения вырастет с 44 процентов до 49 - 50 процентов к концу третьего этапа реализации настоящей Стратегии. Кроме того, увеличится использование теплоутилизационных установок и особенно возобновляемых источников тепла на базе геотермальной, солнечной энергии и биомассы. В результате доля котельных в производстве тепла в системах централизованного теплоснабжения уменьшится с 49 процентов до 40 процентов к концу третьего этапа реализации настоящей Стратегии.
В теплоснабжении также найдут свое применение атомные станции с модульными высокотемпературными газоохлаждаемыми реакторами для производства тепла промышленного потенциала, производства водорода, синтетического жидкого топлива и других.
Энергосбережение в теплоснабжении будет осуществляться по следующим основным направлениям:
в производстве тепловой энергии - повышение коэффициента полезного действия котлоагрегатов, теплофикационных и других установок на основе современных технологий сжигания топлива, когенерационной выработки тепловой и электрической энергии, увеличение коэффициента использования тепловой мощности, развитие систем распределенной генерации тепла с вовлечением в теплоснабжение возобновляемых источников энергии, повышение технического уровня, автоматизации и механизации мелких теплоисточников, оснащение их системами учета и регулирования отпуском тепловой энергии, а также обоснованное разделение сферы централизованного и децентрализованного теплоснабжения;
в системах транспорта тепловой энергии - сокращение тепловых потерь и утечек теплоносителя в результате реконструкции тепловых сетей на основе применения теплопроводов заводской готовности, эффективных способов их прокладки, современных запорно-регулирующих устройств, автоматизированных узлов и систем управления режимами, а также организация оптимальных режимов функционирования тепловых сетей, теплоисточников и потребителей;
в системах потребления тепловой энергии - учет количества и контроль качества потребляемой тепловой энергии, реконструкция и новое строительство зданий с применением теплоустойчивых конструкций, тепловой автоматики, энергоэффективного оборудования и теплопроводов, а также высокая технологичность всего процесса теплопотребления, доступность его контроля и возможность управления.
В результате будет достигнуто не менее чем двукратное снижение удельных потерь тепла (с 19 процентов до 8 - 10 процентов к концу третьего этапа реализации настоящей Стратегии), что обеспечит экономию топлива в размере не менее 40 млн. тонн условного топлива к 2030 году.
Прогнозируемое развитие теплоснабжения потребует осуществления ряда таких мер, как формирование и совершенствование конкурентного рынка тепловой энергии, поддержка создания прогрессивного российского оборудования для системы теплоснабжения, совершенствование управления этими системами и поддержка государством и региональными органами власти формирования необходимых инвестиций в сферу теплоснабжения.
На первом этапе реализации настоящей Стратегии будет обеспечено повышение стандартов предоставления услуг теплоснабжения в результате оптимизации структуры систем, соотношения централизованного и децентрализованного теплоснабжения, повышения надежности, безопасности, энергетической и экономической эффективности производства, транспортировки и потребления тепла за счет модернизации основных производственных фондов и тепловых сетей, а также обеспечения потребителей системами учета и регулирования.
В указанный период необходимо осуществить разработку и начать последовательную реализацию комплекса программных мер по коренному усовершенствованию теплоснабжения, предусматривающих в том числе:
создание благоприятных условий для привлечения частных инвестиций в теплоснабжение, включая внедрение метода экономически обоснованной доходности инвестированного капитала;
оптимизацию системы тарифов (переход на обязательное применение двухставочного тарифа, применение долгосрочных тарифов по двусторонним договорам) с учетом интересов как производителей, так и потребителей тепла;
формирование обязательных требований к производимому и применяемому в указанной сфере оборудованию, а также к повышению энергоэффективности зданий;
рациональное применение механизмов государственной поддержки, в том числе в рамках частно-государственного партнерства.
На втором этапе реализации настоящей Стратегии будет осуществлена масштабная реконструкция и техническое переоснащение основных фондов, включая экономически оправданную замену тепловых сетей и сетевого оборудования централизованного теплоснабжения в тех регионах, где это будет экономически оправданно. Широкое развитие на новом технологическом уровне получат системы децентрализованного (индивидуального) теплоснабжения, в том числе с использованием возобновляемых источников тепла.
Будет сформирован рынок тепловой энергии и упорядочены взаимоотношения между его участниками, дальнейшее развитие получат процессы повышения энергоэффективности теплоснабжения и внедрения инновационных высокоэффективных технологических схем его организации.
На третьем этапе реализации Стратегии теплоснабжение достигнет высоких уровней энергетической, экономической и экологической эффективности, будет обеспечен высокий уровень теплового комфорта населения, соответствующий уровню развития стран с аналогичными природно-климатическими условиями (Канада, страны Скандинавии). Дальнейшее развитие отрасли пойдет по пути расширенного вовлечения в производство тепла новых неуглеводородных источников энергии и использования высокоэффективных автоматизированных технологических схем организации теплоснабжения.
1.2 Анализ проблем централизованного теплоснабжения в РФ
Теплоснабжение – одна из самых проблемных, нездоровых отраслей в Российской экономике как со стороны производителей тепла, так и со стороны потребителей. В отрасли сложилась наихудшая по сравнению с остальными отраслями ТЭК ситуация с инвестированием и существуют проблемы, которые не позволяют потребителям получать качественные услуги [1].
В системе централизованного теплоснабжения производится от 2/3 до 3/4 совокупного тепла в стране [2]. Сюда входит производство тепла ТЭЦ, отопительными котельными мощностью 20 Гкал и более, а также электрокотлами в составе систем централизованного теплоснабжения (СЦТ).
Теплоснабжение частных домов, производство тепла промышленными котельными и ТЭЦ, не связанными с сетями, снабжающими население, не относятся к централизованному сегменту и не рассматриваются в статье.
Из множества проблем в отрасли нами как основные выделяются: недоинвестированность и финансовое неблагополучие отрасли, низкая эффективность производства и передачи тепла и высокий износ оборудования. Все эти проблемы взаимосвязаны, что будет показано в статье. Для решения в том числе названных проблем в рамках реформирования отрасли Правительством РФ был введен механизм альткотельный (принят закон № 279-ФЗ “О внесении изменений в Федеральный закон «О теплоснабжении») [14]. Он предполагает переход от регулируемых тарифов к свободным ценам, но не выше предельного уровня, который рассчитывается как цена от альтернативного источника энергии (малой котельной).
Анализом состояния теплоснабжения в России традиционно занимаются несколько центров: ИСЭМ СО РАН, ИНП РАН, ЦЭНЭФ, НП «Энергоэффективный город» и НИУ МЭИ. Рассмотрим эволюцию взглядов на проблемы в секторе теплоснабжения в публикациях последних 10-15 лет.
И.А. Башмаков в своей статье разделяет проблемы сектора теплоснабжения в стране в 2000-2006 гг. на несколько групп [4]. Выделяются системные проблемы сферы теплоснабжения: отсутствие надежных данных по фактическому состоянию сектора; существенный избыток мощностей источников теплоснабжения; высокий уровень потерь за счет избыточной централизации и обветшания теплосетей; отсутствие перспективных генпланов в сфере; а также нехватка квалифицированных кадров. На источниках тепла выделяются проблемы высокого удельного расхода топлива, высокий износ оборудования, низкий уровень автоматизации, высокая стоимость и низкое качество потребляемого топлива. Отмечаются проблемы тепловых сетей: заниженный уровень потерь, который частично включается в тариф на тепло, а также высокий износ тепловых сетей. Среди потребителей выделены проблемы ограниченности способности населения платить за тепло, отсутствие мотивации у потребителей использовать тепло эффективно, а также низкие характеристики теплозащиты зданий и отсутствие приборов учета потребляемой тепловой энергии. Большинство описанных проблем имеют место до сих пор.
А.С. Некрасов и коллеги в своей статье 2011 г. отмечают, что современное состояние теплоснабжения России не отвечает требованиям надежности и безопасности социально значимых систем энергосбережения [3]. Исследуя состояние теплоснабжения в 2000-2010 гг., он выделяет следующие проблемы в сфере теплоснабжения: проблемы со статистикой; организационная разобщенность сектора и отсутствие единой системы управления; убыточность сектора, причем наибольшие убытки сконцентрированы в сегментах распределения тепла и производства тепла котельными; опережение роста тарифов на тепло для населения роста цен производителей тепловой энергии; занижение реальных потерь. Также отмечается постоянное ухудшение технического состояния тепловых сетей, уменьшение протяженности тепловых сетей и вместе тем увеличение части сетей, нуждающихся в замене. Далее будет показано, что убытки, рост потерь и ухудшение технического состояния тепловых сетей являются актуальными проблемами и в настоящее время.
Е.Г. Гашо в статье 2013 г. централизованное теплоснабжение оценивает как сферу, требующую реформирования [5]. Выделяются проблемы системного характера: несбалансированность в моделях рынка электроэнергии и сектора теплоснабжения; отсутствие единства и сбалансированности в управлении и политике; непрозрачность сферы; дефицит квалифицированных кадров в секторе. Также отмечается низкий уровень энергоэффективности при производстве тепла: нерациональное использование топлива вследствие «котельнизации», износ генерирующих объектов; устаревшие технологии по производству тепловой энергии, которые не только продолжают применяться, но и внедряются. Кроме того, отмечается высокий процент износа и большие потери тепловой энергии. Неудовлетворительное состояние зданий ведет к тепловым потерям и нерациональному потреблению тепловой энергии. Также отмечаются проблемы тарифного регулирования, которые ведут к завышению затрат.
В.Г. Семенов довольно позитивно оценивает изменения, происходящие в секторе, в частности, он отмечает выделение отдельной отрасли – теплоснабжение – благодаря принятию закона «О теплоснабжении» 27 июля 2010 года [6]. Вместе с тем он выделяет некоторые проблемы, которые существуют в секторе: отсутствие достоверной статистики, а также некомплексность и несогласованность между собой принимаемых программ развития в секторе.
В.А. Стенников в статье 2019 г. негативно описывает тенденции в сфере теплоснабжения. Он отмечает высокий износ основного оборудования, сокращение протяженности тепловых сетей, а также увеличение потерь [7]. Кроме того, В.А. Стенников пишет о высокой задолженности потребителей за теплоснабжение, что объясняется не только высоким уровнем тарифов, но и неспособностью населения из-за низких доходов оплачивать тарифы на тепло. Также как и многими исследователями, в статье отмечается несогласованность рынков тепловой и электрической энергии, которые имеют тесную организационную и экономическую связь через ТЭЦ. Далее отмечается снижение уровня теплофикации и рост числа мелких неэффективных котельных. Кроме того, в статье критикуется механизм альткотельной и отмечается, что он не направлен на решение системных проблем в отрасли, а, наоборот, может усугублять их.
О.В. Дёмина считает, что внедрение метода альткотельной на Дальнем Востоке создает высокие социально-экономические риски для домохозяйств с низкими доходами [8]. В регионах Дальнего Востока текущие тарифы на тепло высоки, а расчетные тарифы по методу альткотельной еще выше. Поэтому повышение тарифов в рамках проектов по альткотельной может привести к неспособности части населения оплачивать тепло. К тому же, по мнению автора, это противоречит проводимой государственной политики снижения нагрузки на экономику и социальную сферу.
На наш взгляд в настоящее время, что видно по литературе, фокус проблем в системах централизованного теплоснабжения смещается с производственно-технологических проблем (износ, потери, низкая эффективность) в сторону экономических и социальных проблем.
В соответствии с вышесказанным можно сделать вывод о том, что многие проблемы, такие как отсутствие качественной статистики, высокий уровень изношенности тепловых сетей, увеличение потерь, низкая эффективность работы СЦТ, высокие тарифы на тепло, остаются нерешенными на протяжении многих лет. Однако в последние годы происходит смещение внимания с технологических (состояние и эффективность производственных фондов) на экономические проблемы, с акцентом на проект альткотельной, который должен стать одной из основных моделей в централизованном теплоснабжении. Этот проект не решает всех институциональных проблем (и особенно проблему взаимодействия рынков тепла и электроэнергии), но позволяет перейти на более рыночные отношения в сфере теплоснабжения и модернизировать СЦТ, что и будет показано в статье.
Динамика производства и потребления тепла в России. Для анализа проблем отрасли необходимо проанализировать тенденции в потреблении и производстве тепла, которые происходили.
Потребление тепловой энергии в России с 2000 г. (и ранее) не растет. На наш взгляд это связано с наведением порядка в системах централизованного теплоснабжения (уход от нормативного расчета потребления тепла к приборному), сокращением потребности у потребителей за счет повышения качества ограждающих конструкций и уходом части потребителей в децентрализованный сегмент. При этом в рассматриваемый период происходит рост жилой площади (на 35%), а также рост экономики (на 83%).
Производство тепла в России с 2000 г. вслед за потреблением также не растет – (табл. 1). Меньше тепла стало производиться как на электростанциях, так и на котельных.
Таблица 1
Динамика производства и потребления тепла в 2000-2018 гг., млн. Гкал.
Однако сокращения генерирующих мощностей в таких же масштабах не происходит. Суммарная мощность источников теплоснабжения в 2018 г. равна 847,6 тыс. Гкал./ч, в 2015 г. данный показатель был равен 865,6 тыс. Гкал./ч. Это говорит об оторванности системы управления отраслью от реальных тенденций в потреблении тепла. Не только производственные мощности не реагируют на сокращение потребления тепла, но также и структура производства тепла не меняется.
Убыточность сферы централизованного теплоснабжения. Сектор централизованного теплоснабжения на протяжении последних 30 лет является убыточным. В 2018 г. совокупный выпуск по данным формы 1-предприятие (не охватывает малый бизнес) находится на уровне 1 076 млрд. руб., затраты при этом равны 1 179 млрд. руб. Убыток отрасли составил 102 млрд. руб.
Операционная рентабельность сектора в 2018 г. составила -9,5%. Отрасль является стабильно убыточной. Наиболее дефицитным является сегмент производства тепловой энергии котельными, на который приходится около 80% убытка всего сектора. Другие сегменты также убыточны (таблица 2). Потребность субсидирования тарифа для населения из бюджета составляет болеедвухсот миллиардов рублей ежегодно, фактически субсидии составляют порядка 150 млрд. руб. [8].
Таблица 2
Финансовый баланс сектора централизованного теплоснабжения в 2010-2018 гг., млрд. руб.
Одной из причин убыточности отрасли является отсутствие инвестиций в обновление и повышение эффективности мощностей. инвестиции в основной капитал в сфере теплоснабжения в 2018 г. составили 126 млрд. руб. (таблица 3). Относительно 2010 г. (90 млрд. руб.) они выросли на 39%.
Недостаточное инвестирование в производственные мощности и тепловые сети определяет низкую эффективность первых и изношенность и высокие потери во вторых.
При этом инфляция за рассматриваемый период составила 51%, что говорит об отсутствии реального роста инвестиций в централизованное теплоснабжение в этот период.
Эксперты считают, что необходимый объем инвестиций для модернизации и восстановления сектора централизованного теплоснабжения составляют 2,5 трлн. руб. на ближайшие 7-8 лет [9]. В таком случае ежегодная потребность отрасли в инвестициях почти в 3 раза выше текущих инвестиций.
Таблица 3
Динамика инвестиций в основной капитал по сектору теплоснабжения в 2010-2018 гг., млрд. руб.
Наибольший объем инвестиций направляется в сегмент производства тепловой энергии – 85 млрд. руб. 67% этих инвестицийидет в сегмент котельных, причем объем этих инвестиций каждый год увеличивается.
На производство тепловой энергии на ТЭС идет порядка 28 млрд. руб. Уменьшается объем инвестиций в сегмент распределения тепловой энергии.
Изношенность инфраструктуры. Протяженность сетей, нуждающихся в замене, по России в 2018 г. составила 48,7 тыс. км в двухтрубном исчислении. Это почти 29% всех тепловых сетей в стране, причем 22% от общей длины сетей – ветхие (табл. 4). Ветхими называются сети, которые служат уже свыше срока их нормальной эксплуатации. Сети, нуждающиеся в замене, это сети, износ которых составляет 100%. Каждый год заменяется только 2% всех тепловых и паровых сетей, что не предотвращает дальнейшее старение сетей, а приводит к наращиванию износа. Считается, что нужно менять не менее 4-5% в год [10].
В ряде регионов России износ тепловых сетей сильно ниже среднероссийского уровня. К таким регионам относятся г. Москва, Республики Калмыкия, Карачаево-Черкессия, Тыва, Саха (Якутия), Чукотский и Ненецкий АО. Эти регионы можно охарактеризовать как регионы с высокими собственными доходами, а также как регионы с относительно новыми системами централизованного теплоснабжения.
Другая группа с наиболее высоким уровнем износа тепловых сетей – уровень износа доходит до 40-80%. В эту группу входят Томская, Сахалинская, Магаданская области, г. Санкт-Петербург, г. Севастополь, а также Чувашская, Кабардино-Балкарская республики, Камчатский и Красноярский края. Изношенностьтранспортной инфраструктуры приводит к увеличению потерь тепловой энергии в сетях.
Такое различие состояния тепловых сетей между регионами свидетельствует о том, что среднероссийские 2% замены сетей сосредоточены в основном в благополучных регионах, где ситуация улучшается. Но есть большое число регионов, где ситуация с износом тепловых сетей стабильно ухудшается.
Стоит отметить, что техническое состояние тепловых сетей в 2000-2010 гг. постоянно ухудшалось – доля сетей, нуждающихся в замене, увеличилась более, чем в 1,5 раза [3].
С 2010 г. рост изношенности тепловых сетей в целом по России продолжился, но уже с меньшей скоростью, а в последние годы прекратился. По-видимому, это можно объяснить улучшением ситуации в некоторых регионах при одновременном ухудшении ситуации в большинстве других.
