Приложение N 1. Пилотный проект оптимизации энергоснабжения городского округа Похвистнево

Приложение N 1
к областной
целевой программе
развития малой энергетики
в Самарской области на 2006-2015 годы

Пилотный проект
оптимизации энергоснабжения
городского округа Похвистнево

1. Основные проблемы в сфере энергообеспечения
городского округа Похвистнево

Как и во многих других муниципальных образованиях области, ситуация на рынке топливно-энергетических ресурсов городского округа Похвистнево характеризуется острым дефицитом и неуклонным ростом тарифов на энергоносители, обострением проблем обеспеченности населения и промышленных потребителей топливом, электрической и тепловой энергией, реалиями амортизационного износа, выработкой ресурсов, моральным старением систем, агрегатов и сетей промышленного и жилищно-коммунального секторов экономики городского округа. В связи с этим требуется безотлагательное и глубокое реформирование энергетического хозяйства городского округа путем внедрения новых, более эффективных энергосберегающих и самоокупаемых технологий энергетического производства, совершенствование систем передачи и учета электрической и тепловой энергии.

На сегодняшний день в соответствии с концепцией "малой энергетики" в малых городах и населенных пунктах, к которым относится и городской округ Похвистнево, целесообразно строительство малых муниципальных объектов когенерации в целях обеспечения альтернативного комплексного энергоснабжения жилого фонда и муниципальных предприятий города.

Анализ состояния энергетического комплекса Похвистнево в сфере энергообеспечения населения и энергопотребления промышленного и социального секторов экономики городского округа показывает следующее:

электроснабжение городского округа Похвистнево осуществляется по линиям 110 кВ, находящимся в ведении ОАО "Самараэнерго". Ближайший источник генерации электрической энергии расположен в г. Самаре на расстоянии 160 км от потребителей электроэнергии;

в результате 2-х уровней напряжения (6 и 10 кВ) в распределительных сетях МУП "Похвистневоэнерго" существует слабая надежность категорийности электроснабжения;

существует дефицит мощностей энергоснабжения от централизованных источников, особенно под перспективу развития городского округа;

уровень потерь в электрических и тепловых сетях достаточно высок по причине недостаточного технического состояния оборудования и несовершенства системы учета электрической и тепловой энергии, а также отдаленности источников от потребителей энергии;

необходима замена изношенных тепловых сетей от котельной N 1, транспортирующих теплоноситель t = 130°С на расстояние 1800 метров;

требуется замена устаревшего котельного оборудования на котельных N 1, N 2, N 3 с устаревшим технологическим режимом и большой степенью износа;

отдаленность котельной ЗАО "Энергонефть" от потребителей тепла п. Венера приводит к неоправданным потерям тепловой энергии в количестве 350 - 400 Гкал в год.

Проведенный анализ состояния дел в энергоснабжении и характеристики энергоснабжающих объектов МУП "Похвистневоэнерго" диктуют необходимость оптимизации существующих схем электро- и теплоснабжения потребителей городского округа.

2. Цели и задачи проекта

Проект имеет большую социально-экономическую значимость, поскольку обеспечивает повышение качества и удешевления предоставляемых коммунальных услуг населению городского округа Похвистнево. В настоящее время доля затрат на энергоснабжение в эксплуатации жилого фонда и социально значимых объектов является наиболее объемной частью в общих затратах. Мини-ТЭЦ станут основой повышения экономической эффективности энергохозяйства города. Производство собственной электроэнергии и значительное снижение затрат на выработку тепловой энергии обеспечат снижение себестоимости отпускаемой потребителям энергетической продукции.

Реализацией проекта также достигается сдерживание роста тарифов на отпускаемую населению и промышленным организациям электрическую и тепловую энергию, ликвидация дефицита энергетических мощностей за счет обеспечения электроэнергией собственных нужд организаций муниципального хозяйства, что существенно повлияет на улучшение деятельности жилищно-коммунального хозяйства и развитие других секторов экономики в городском округе Похвистнево.

С целью решения насущных задач необходимо выполнить "надстройку" котельных с установкой мини-ТЭЦ с сопутствующими сооружениями и внедрением автономных систем коммерческого учета всех потребляемых и распределяемых энергоресурсов с обеспечением когенерации электрической и тепловой энергии.

Таким образом, будут достигнуты:

ликвидация затрат на транспортировку энергии Похвистнево-Самара-Похвистнево;

повышение категорийности электроснабжения;

увеличение мощностей под перспективу развития городского округа;

снижение уровня потерь в электрических и тепловых сетях;

модернизация котельных с установкой высокотехнологичного электрогенераторного и котельного оборудования;

существенное сокращение объема ТЭР на производство единицы мощности.

3. Общие сведения об объектах энергоснабжения
и структура топливно-энергетического
баланса городского округа Похвистнево

В настоящее время режимы электро- и теплоснабжения обеспечиваются от центров питания ОАО "Самараэнерго": от подстанции "Похвистнево-I" 110/35/10 кВ, подстанции "Похвистнево-II" 110/35/6 кВ и подстанции "Юлия" 35/6 кВ. Режим теплоснабжения обеспечивается производством тепловой энергии шестью котельными на газовом топливе и передачей тепловой энергии по тепловым сетям с теплоносителем в виде горячей воды t = 70/95°С. Протяженность тепловых сетей составляет 21,5 км в двухтрубном исполнении.

Отопление жилого фонда и объектов социальной сферы п. Венера осуществляется от котельной ведомства "Энергонефть" по теплосетям МУП "Похвистневоэнерго" протяженностью 1270 метров.

Сеть горячего водоснабжения (ГВС) развита незначительно. Это явилось следствием 100-процентной газификации жилого фонда и установки индивидуальных водонагревательных газовых колонок, особенно в жилом секторе старого индивидуального строительства.

В процессе энергообеспечения участвуют оборудование и установки с длительными и сверхнормативными сроками службы.

Наряду с морально и физически устаревшим оборудованием также присутствует котельное оборудование с повышенным расходом топлива на единицу мощности. Так, удельный расход газа котла ДКВР-4/13 составляет 350 куб. нм3/ч. Состояние тепловых сетей по срокам службы в большей части приближается к критическому, а 27,5% полностью выработали свой ресурс.

Годовая потребность МУП "Похвистневоэнерго" в количестве энергии составляет: по электрической энергии 46,3 млн. кВт. ч., по тепловой энергии (выработка) - 95,8 тыс. Гкал. При этом расход топлива, электроэнергии и воды на производство и передачу тепловой энергии составляет: газа - 11713,3 тыс. куб. м, электрической энергии - 3133,95 тыс. кВт. ч., очищенной воды - 45966 куб. м. Годовые объемы покупной электроэнергии от ОАО "Самараэнерго" составляют 46,3 млн. кВт. ч., реализация полезного отпуска электроэнергии - 33,6 млн. кВт. ч., потери электрической энергии в распределительных сетях 10, 6,3 и 0,4 кВ составляют 8876 тыс. кВт. ч., в том числе 4526 тыс. кВт. ч. - сверхнормативные потери.

Вместе с тем существует возможность отпуска электрической энергии сторонним потребителям.

4. Основные положения по разработке проекта оптимизации
энергоснабжения городского округа Похвистнево

Главной задачей проекта является альтернативное производство электрической энергии с одновременной выработкой сопутствующей тепловой энергии посредством строительства мини-ТЭЦ. Попутное производство тепловой энергии на мини-ТЭЦ позволит сократить выработку тепла в других городских котельных, а следовательно, сократить расход газа. Перераспределение нагрузок позволит вывести из эксплуатации излишние тепловые мощности в виде устаревших, выработавших свои ресурсы котлов.

Так как основной задачей строительства мини-ТЭЦ является производство электроэнергии и, учитывая тот факт, что присоединенные тепловые нагрузки значительно превышают электрические, мини-ТЭЦ необходимо рассматривать как "надстройку" к существующим котельным.

Месторасположение станций выбрано с учетом минимальных затрат на подключение ТЭЦ к инженерным сетям, доступности к обслуживанию и ремонту оборудования, эффективности использования существующих производственных площадей и помещений. Исходя из вышесказанного, месторасположение мини-ТЭЦ N 2 определяется в районе РП-"Восточный" в легкосборном щитовом сооружении, а мини-ТЭЦ N 1 - в помещении существующей котельной N 3 на месте 3-х котлов ДКВР 4/13 и одного котла ПКГМ 6,5/13, подлежащих демонтажу при условии гарантированного ввода мощностей ТЭЦ N 1.

В качестве генерирующих мощностей предусмотрено использование на мини-ТЭЦ газопоршневых энергоустановок. Предусматривается использовать модульный принцип строительства мини-ТЭЦ путем последовательного ввода однотипных газопоршневых агрегатов с последующим подключением к мини-ТЭЦ присоединенных электрических и тепловых нагрузок по мере готовности агрегатов.

Выбор в качестве когенерационных установок газопоршневых двигателей внутреннего сгорания по сравнению с газотурбинными установками (ГТУ) и применение их в мини-ТЭЦ обусловлены, прежде всего, соотношением необходимой электрической и тепловой энергии, технико-экономическими характеристиками и безопасными условиями их эксплуатации. Низкий электрический КПД и его зависимость от температуры окружающего воздуха, повышенный расход топливного газа высокого давления, малый моторесурс и ограничения на количество пусков, делают эксплуатацию ГТУ неэффективной и затруднительной. В условиях плотной городской застройки применение ГТУ из-за большого объема выбрасываемых газов и проблем шумоглушения невозможно по экологическим и санитарным нормам эксплуатации.

По результатам снятия суточных нагрузок и с учетом пиковых значений сезонных нагрузок электрическая мощность проектируемых мини-ТЭЦ устанавливается равной:

для мини-ТЭЦ N 1 = 4 МВт,

для мини-ТЭЦ N 2 = 4 МВт.

При этом установленная тепловая мощность каждой мини-ТЭЦ будет равна 4,034 Гкал/час.

Кроме установки в котельной N 3 четырех ГПУ, проект также предусматривает установку одного пикового котла мощностью 4,3 Гкал/ч взамен демонтируемых старых котлов и замену двух горелок фирмы Weishaupt на действующих котлах ПКГМ 6,5/13 для обеспечения синхронности принятия нагрузок и автоматического управления режимом работы энергоустановок.

Строительство мини-ТЭЦ N 2 и "надстройка" котельной N 3 четырьмя ГПУ приведет к изменению экологического фона города. Мощность выброса вредных веществ по NOx и CO будет снижена по сравнению со значениями предельного допустимого выброса (ПДВ) котельной N 3 до реконструкции за счет вывода из эксплуатации старых котлов и выполнения специальных мероприятий, способствующих улучшению рассеивания выбросов вредных веществ в атмосферу. Расчеты показывают, что в результате реализации указанных мероприятий относительная концентрация окислов азота составит менее 0,1 долей ПДК, а относительная концентрация окислов углерода менее 0,0001 долей ПДК при норме, составляющей 0,5 доли ПДК.

Для выдачи произведенной станциями электрической и тепловой энергии потребителям проектом предусмотрена установка распределительного устройства с элементами защиты для подключения кабельной ЛЭП, снимающей нагрузки с шин станции и подающей питание на распределительные пункты электрических сетей МУП "Похвистневоэнерго".

Снятие тепловых нагрузок предусмотрено подключением устройств станции на мини-ТЭЦ N 1 к действующим коллекторам котельной N 3.

На проектируемые ТЭЦ предусмотрена подача топлива от находящихся на месте строительства объектов газовых сетей Средневолжской газовой компании с выполнением технических условий на подключение. По предварительным данным, пропускная способность газовых сетей соответствует требованиям проекта.

Дополнительно для повышения надежности теплоснабжения и ликвидации потерь в направлении п. Венера необходимо смонтировать транспортабельную блочно-модульную котельную установку (ТБКУ) с двумя котлами мощностью по 0,4 МВт каждый, что позволит исключить из схем теплоснабжения примерно около 1 км тепловых сетей.

Схемы и параметры подключений электрических, тепловых и газовых сетей, а также эксплуатационные нормы по ПДК и ССЗ уточняются при детальной разработке технической части проекта.

5. Экономический прогноз по производству и реализации электрической
и тепловой энергии МУП "Похвистневоэнерго"

МУП "Похвистневоэнерго" имеет следующие основные расчетные показатели своей деятельности (в ценах 2005 г.):

годовой отпуск тепловой энергии потребителям городского округа Похвистнево в объеме 92,8 тыс. Гкал на сумму 42,9 млн. руб.;

покупка электоэнергии у ОАО "Самараэнерго" в объеме 46,3 млн. квт. ч в год на сумму 41,8 млн. руб.;

утвержденный тариф ОАО "Самараэнерго" для МУП "Похвистневоэнерго" составляет 90 коп./кВт. ч.;

годовой отпуск электроэнергии потребителям города Похвистнево - 33,6 млн. кВт. ч. на сумму 67 млн. руб.;

себестоимость одной Гкал тепловой энергии составляет 430 руб.;

утвержденный тариф - 462 руб./Гкал.

Создание новых когенерационных мини-ТЭЦ на базе газопоршневых установок позволяет обеспечить следующие показатели:

годовой отпуск тепловой энергии - 63,4 тыс. Гкал. на сумму 29,3 млн. руб.;

годовой отпуск электроэнергии при конечной продаже потребителям города Похвистнево - 58,6 млн. кВт. ч. на сумму 117 млн. руб.;

себестоимость вырабатываемой электроэнергии составит 48 коп. за один кВт. час;

себестоимость отпуска одного Гкал составит 340 руб. при внутренней цене за электричество в 90 коп. за один кВт. ч.

Переход на электроэнергию от новых мини-ТЭЦ позволяет полностью отказаться от ее закупки в ОАО "Самараэнерго" (в объеме 46,3 млн. кВт. ч. в год на сумму 41,8 млн. руб.).

С целью увеличения доходной части проекта и максимального использования производственных ресурсов мини-ТЭЦ по выработке тепла в летнее время необходимо развивать сеть горячего водоснабжения с увеличением присоединенной нагрузки с 2,036 Гкал/час до 7 Гкал/час. Для создания условий максимального использования утилизированного тепла работающих ГПУ вне отопительного периода необходимо:

реализовать проекты, направленные на улучшение комфортности и безопасности проживания населения города с выполнением перевода близлежащих домов на централизованное обеспечение горячей водой;

обеспечить низкозатратное строительство тепличного хозяйства, складов для хранения продуктов сельскохозяйственного производства, где в теплое время года будет использоваться холод (6 - 12 °С), вырабатываемый из не находящего применения тепла (режим тригенерации).

6. Эффективность инвестиций и окупаемость проекта

Таблица 1

Инвестиционные расходы и источники финансирования проекта

                                    тыс. руб.

N п/п	Статья затрат/ источников финансирования	Стоимость
	Инвестиционные расходы
1	Проектирование	13 071
2	Оборудование	159 842
3	Затраты на СМР	18 890
4	Затраты на выполнение ТУ	3 390
5	Оплата НДС	35 126
6	Затраты на оборотные средства	15 614
	ВСЕГО	245 879
	Источники финансирования
1	Внебюджетные источники	210 879
2	Средства областного бюджета	35 000
	ВСЕГО	245 879

Таким образом, стоимость строительства двух мини-ТЭЦ с вводом новых энергогенерирующих мощностей и частичной заменой старого котельного оборудования, включая проектные работы, составит 245,879 млн. руб.

Экономические выкладки по строительству энергогенерирующих мощностей в городском округе Похвистнево в составе двух мини-ТЭЦ представлены на графиках 1 - 3).

"Прибыль проекта"

"Чистые доходы проекта без учета внешнего финансирования"

"Бюджетная эффективность"

Стоимостные показатели, примененные в разработке технико-экономического обоснования проекта, будут уточнены при проведении проектных изысканий и конкурсных торгов на строительство мини-ТЭЦ.

7. Выводы

Соотношение доходов и расходов, связанных с реализацией проекта, позволит окупить инвестиционные затраты в течение семи лет. При привлечении долгосрочных источников финансирования (лизинг/кредит) на данный срок доходы от проекта позволят возвратить инвестированные бюджетные средства в течение пяти лет после пуска мини-ТЭЦ. При этом в течение срока окупаемости проекта дисконтируемые доходы в бюджеты различных уровней в виде налогов составят 31,302 млн. рублей.

Высокая эффективность работы мини-ТЭЦ достигается внедрением в жилищно-коммунальное хозяйство современного, автоматизированного и надежного оборудования, обеспечивающего применение передовой когенерационной технологии энергопроизводства с высокоэффективным использованием первичного источника энергии - природного газа. Оптимальная загрузка мини-ТЭЦ в течение всего срока эксплуатации - достаточное условие для преодоления "точки окупаемости" инвестиций и необходимое условие для получения стабильного дохода от функционированияустановленного оборудования.

Результаты экономических расчетов показывают достаточно высокую эффективность рассматриваемого проекта.

 Основные параметры проекта:

 годовой объем продаж              - 90 005 тыс. руб.

 дисконтированный срок окупаемости - 7,6 года

 внутренняя норма доходности (IRR) - 19,1%

 чистый приведенный доход (NPV)*   - 26 070 тыс. руб.

 потребность в инвестициях         - 245 879 тыс. руб.

Проведенные расчеты подтверждают необходимость и актуальность дальнейшего развития данного проекта. Кроме того, в качестве положительного фактора следует отметить возможность роста выработки как электрической, так и тепловой энергии, а также независимость от энергетических ресурсов и тарифной политики ОАО "Самараэнерго".

Ввод электрических мощностей на мини-ТЭЦ N 1 и N 2 позволит обеспечить существенное повышение уровня категорийности и надежности электроснабжения жителей и промышленных потребителей городского округа.

Самым значимым результатом осуществляемого проекта станет то, что по истечении срока окупаемости капитальных вложений в последующий эксплуатационный период работы станций появится возможность поставок электрической и тепловой энергии потребителям по сравнительно низким тарифам за счет собственной генерации.

В результате осуществления проекта оптимизируются схемы теплоснабжения, из эксплуатации выводятся тепловые сети с перегретой водой протяженностью 1,8 км и тепловые сети в поселке Венера протяженностью 0,9 км и диаметром 150 мм, в результате чего будут исключены потери тепловой энергии при ее передаче.

Ввод тепловых мощностей от систем утилизации тепла ГПУ на мини-ТЭЦ N 1 позволит обеспечить надежность работы котельной как основного источника тепловой энергии, обеспечив возможность вывода из эксплуатации устаревшего котельного оборудования.

Ввод тепловых мощностей на мини-ТЭЦ N 2 обеспечит разгрузку котельной N 1, что даст возможность увеличить срок эксплуатации существующего котельного оборудования.

В целом система теплоснабжения будет приведена в состояние, обеспечивающее стабильный режим гарантированного снабжения теплом объектов городского округа Похвистнево со снижением объемов потребления топлива.