Экономическая безопасность системы теплоснабжения

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Высшая школа экономики и менеджмента

Кафедра производственных и энергетических систем

Экономическая безопасность системы теплоснабжения

Контрольная работа

Студента 4 курса

Кукарских А.В.

Преподаватель:

Кандидат экономических наук,

Шилков В.И.

г. Екатеринбург

2015 год

Понятийный аппарат :

1. Тепловая энергия - энергетический ресурс, при потреблении которого изменяются термодинамические параметры теплоносителей;
2. Качество теплоснабжения - совокупность установленных нормативными правовыми актами Российской Федерации и (или) договором теплоснабжения характеристик теплоснабжения, в том числе термодинамических параметров теплоносителя;
3. Источник тепловой энергии - устройство, предназначенное для производства тепловой энергии;
4. Теплопотребляющая установка - устройство, предназначенное для использования тепловой энергии, теплоносителя для нужд потребителя тепловой энергии;
5. Тепловая сеть - совокупность устройств (включая центральные тепловые пункты, насосные станции), предназначенных для передачи тепловой энергии, теплоносителя от источников тепловой энергии до теплопотребляющих установок;
6. Объекты теплоснабжения - источники тепловой энергии, тепловые сети или их совокупность;
7. Тепловая мощность (далее - мощность) - количество тепловой энергии, которое может быть произведено и (или) передано по тепловым сетям за единицу времени; 
8. Тепловая нагрузка - количество тепловой энергии, которое может быть принято потребителем тепловой энергии за единицу времени;
9. Теплоснабжение - это система, которая обеспечивает теплом здания и сооружения, она предназначена для обеспечения теплового комфорта находящихся в них людей или для возможности выполнения технологических процессов;
10. Потребитель тепловой энергии (далее также - потребитель) - лицо, приобретающее тепловую энергию (мощность), теплоноситель для использования на принадлежащих ему на праве собственности или ином законном основании теплопотребляющих установках либо для оказания коммунальных услуг в части горячего водоснабжения и отопления;
11. Инвестиционная программа организации, осуществляющей регулируемые виды деятельности в сфере теплоснабжения, - программа мероприятий организации, регулирующая виды деятельности в сфере теплоснабжения, по строительству, реконструкции и (или) модернизации источников тепловой энергии и (или) тепловых сетей в целях развития, повышения надежности и энергетической эффективности системы теплоснабжения;
12. Теплоснабжающая организация - организация, осуществляющая продажу потребителям и теплоснабжающим организациям произведенной, приобретенной тепловой энергии (мощности), владеющая на праве собственности или ином законном основании источниками тепловой энергии и (или) тепловыми сетями в системе теплоснабжения, посредством которой осуществляется теплоснабжение потребителей тепловой энергии;
13. Система теплоснабжения - совокупность источников тепловой энергии и теплопотребляющих установок, технологически соединенных тепловыми сетями; разделяют на внешние (городские теплосети, тепловые пункты и внутриквартальные сети) и внутренние (системы горячего водоснабжения и отопления зданий и сооружений).
14. Орган регулирования тарифов в сфере теплоснабжения - уполномоченный Правительством РФ федеральный орган исполнительной власти в области государственного регулирования тарифов в сфере теплоснабжения, уполномоченный орган исполнительной власти субъекта РФ, либо орган местного самоуправления поселения или городского округа в случае наделения соответствующими полномочиями законом субъекта РФ, осуществляющие регулирование цен (тарифов) в сфере теплоснабжения;
15. Тарифы в сфере теплоснабжения - система ценовых ставок, по которым осуществляются расчеты за тепловую энергию (мощность), теплоноситель и за услуги по передаче тепловой энергии, теплоносителя.

Введение

Сегодняшнее положение дел в системе теплоснабжения можно назвать плачевным. Она характеризуется высоким уровнем потерь и не имеет базовых стимулов для повышения эффективности и экономии энергоресурсов. "О необходимости этой реформы говорилось и 5, и 10, и 12 лет назад. К сожалению, для оптимизации системы правительство использовало преимущественно административно-уголовные рычаги. Но ими одними проблему не решить.

           Тепловые сети в России считаются самыми дорогими в мире, это, прежде всего, связанно с большими потерями тепловой энергии; утечки теплоносителя превышают нормы, принятые в развитых странах, в миллионы раз; замена трубопроводов из-за коррозии происходит в 4 - 5 раз чаще, чем принято в других странах.

Еще далеко не везде состояние систем теплоснабжения и теплопотребления дошло до полного упадка, но общие тенденции безрадостны: растет аварийность, пуск отопления осенью растягивается на несколько месяцев, недогревы в морозы стали нормой, а не исключением; темпы замены оборудования снижаются, и, соответственно, увеличивается количество оборудования, находящегося в аварийном состоянии. Это предопределило десятикратный рост аварийности. 

Человек не может прожить без воды, пищи и тепла, все остальное относится к благам цивилизации. Но тепло - тот уникальный продукт, который невозможно купить в другой стране и привезти самолетом в проблемный поселок.

Структура системы теплоснабжения

Система теплоснабжения состоит из структурных элементов системы (подсистем):

 
- источники тепловой энергии; 
- тепловые сети; 
- потребителей тепловой энергии (теплопотребляющие установки). 

Каждый из структурных элементов системы теплоснабжения состоит из элементов оборудования (котлы, турбины, теплообменники, насосы, трубопроводы и другое оборудование).

-ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ ДЛЯ НУЖД ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Твердое топливо

К твёрдому топливу относятся горючие вещества, основной составной частью которых является углерод. Это – каменный и бурые угли, горючие сланцы, торф и древесина, антрацит, горючие сланцы. Самым распространенным, дешевым и быстро возобновляемым твердым топливом является древесина и все ее производные

Антрацит – наиболее качественный вид каменного угля, самый древний по происхождению.

Горючие сланцы - это слежавшийся ил (сапропель), на который воздействовал водород, уплотняя его.

Газ

Природный газ — смесь газов, образовавшихся в недрах Земли при анаэробном разложении органических веществ. Природный газ - это самое распространенное топливо на сегодняшний день.  

Сжиженный углеводородный газ (СУГ) — это углеводороды или их смеси, которые при нормальном давлении и температуре окружающего воздуха находятся в газообразном состоянии, без изменения температуры, переходят в жидкое состояние.

Бутан (C4H10) — более дешевый газ, но отличается от пропана низкой упругостью паров, применяется только при положительных температурах.

Сжиженный газ – один из распространённых видов топлива, представляет собой природный газ, искусственно сжиженный, путём охлаждения до −160 °C. Отопление сжиженным газом позволяет сэкономить.  

  Дизельное топливо

В децентрализованном теплоснабжении используют, как правило, дизельное топливо и легкие сорта мазута. Прежде всего, это обусловлено удобством их транспортировки и хранения, невысокой вязкостью, облегчающей задачу эффективного сжигания, а также низким содержанием серы и золы, что решает проблему загрязнения окружающей среды и сохранности оборудования.

Электричество

Говоря об электрическом отоплении частного дома, обычно подразумевают электрический котел и систему трубопроводов с жидким теплоносителем (водой или антифризом). Общепризнано, что электрическое отопление по многим своим параметрам приближается к идеальному.

Электрический котел относительно дешев компактен, в работе – экологически чист, не сжигает кислород, не нуждается в вентиляции, бесшумен и прост в монтаже. Электрическое отопление легко поддается автоматизации

Альтернативные источники отопления

Тепловой насос — устройство для переноса тепловой энергиии от источника низкопотенциальной тепловой энергии к потребителю с более высокой температурой. Термодинамическии тепловой насос аналогичен холодильной машине.

Скважина. При использовании в качестве источника тепла скалистой породы трубопровод опускается в скважину.

Земляной контур. При укладке контура в землю желательно использовать участок с влажным грунтом, лучше всего с близкими грунтовыми водами.

Водоем.

 Ближайший водоём - идеальный источник тепла для теплового насоса. При использовании в качестве источника тепла воды озера или реки контур укладывается на дно. Этот вариант является идеальным с любой точки зрения – «высокая» температура окружающей среды, короткий внешний контур, высокий коэффициент преобразования энергии тепловым насосом.

Теплый воздух. Существует и специальная модель теплового насоса с воздушным теплообменником для получения тепловой энергии из воздуха, например, из вытяжки вентиляционной системы. Она может использоваться на производственных предприятиях, вырабатывающих большое количество тёплого воздуха (пекарни, производство керамики и т.д.).

Гелиосистема - это комплекс оборудования, которое преобразовывает энергию солнечной радиации в другой вид энергии - тепловую или электрическую. Гелиоустановки применяют для нагревания воды или воздуха и выработки электроэнергии. Гелиосистемы являются экологически чистыми источниками бесплатной энергии.

Солнечный коллектор — устройство для сбора тепловой энергии Солнца, переносимой светом и инфракрасным излучением. В отличие от солнечных батарей, производящих электричество, солнечный коллектор нагревает воду. Есть всего две модификации солнечных коллекторов: плоские и вакуумные.

-ТЕПЛОСЕТИ

Теплосети это трубопроводная система централизованного теплоснабжения, где теплоноситель (пар или горячая вода) осуществляет перенос тепла от котельной к потребителям и обратно к источникам.

-ПОТРЕБИТЕЛЬ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ.

Потребитель тепловой энергии - предприятие, организация, территориально обособленный цех, строительная площадка и т. п., у которых теплопотребляющие установки присоединены к тепловым сетям (источнику теплоты) энергоснабжающей организации и используют тепловую энергию.

Рис.1 Основные потребители тепловой энергии

Особенности теплоснабжения промышленных предприятий

Теплоснабжение промпредприятий имеет ряд существенных особенностей по сравнению с теплоснабжением жилых районов городов и населенных пунктов.

Главной особенностью является большое количество различных технологических установок, требующих для своей работы различные виды теплоносителей различных параметров, в большинстве случаев пар или горячая вода.

Внутренние и внешние системы теплоснабжения

Внутренние - это инженерные сети, находящиеся непосредственно внутри здания, по которым происходит подача тепла и горячей воды конечному пользователю. Элементами внутреннего теплоснабжения являются трубы, радиаторы и отопительные батареи.

Внешние - это та часть инженерных сетей, которые обеспечивают подачу тепла и горячей воды в здание. В систему внешнего теплоснабжения входят: котельные, трубопроводы, обеспечивающее подачу теплоносителя в здание и транспортировку его в обратном направлении.

Основным элементом внешней сети является тепловой пункт, в котором установлено оборудование для контроля температуры теплоносителя, его давления и распределения по теплосети.

Выделяют следующие внешние системы теплоснабжения:

• городские теплосети;
• тепловые пункты;
• внутриквартальные сети.

Теплосети это трубопроводная система централизованного теплоснабжения, где теплоноситель (пар или горячая вода) осуществляет перенос тепла от котельной к потребителям и обратно к источникам.

Теплосети это лучший способ транспортировки теплоносителя от источника к потребителю. Тепловая сеть, как правило, состоит из тепловой магистрали (т.е. трубы большого диаметра, достигающих 1400 мм) и прочих распределительных сетей.

В больших городах для повышения надежности строились независимые, так называемые закрытые системы теплоснабжения.

Именно тепловые сети стали слабейшим звеном в общей системе теплоснабжения, потому что трубы из стали очень подвержены изменениям, в частности коррозии, и данный процесс идет со стойкой закономерностью, на которую, скорее всего, невозможно повлиять. В современное время переходят к эксплуатации труб с полимерным покрытием – их прокладка всегда дешевле и они более долговечны.

Тепловой пункт (ТП) - это комплекс приборов, размещенный в обособленном помещении, состоящий из элементов тепловых энергоустановок, обеспечивающих присоединение таких установок к тепловой сети, их работоспособность, управление режимами теплопотребления, трансформацию, регулирование параметров теплоносителя и распределение теплоносителя по типам потребления.

Тепловые пункты разделяют на:

• Модульный тепловой пункт МТП (блочный тепловой пункт БТП)
• Центральный тепловой пункт (ЦТП)
• Индивидуальный тепловой пункт (ИТП)

Модульный тепловой пункт - это полностью законченное заводское изделие, которое позволяет подключить реконструируемые или вновь строящиеся объекты (жилые дома) к тепловым сетям в наиболее короткие сроки.

Центральный тепловой пункт (ЦТП) - тепловой пункт, обслуживающий два и более зданий. ЦТП обеспечивает жителей горячей и холодной водой круглогодично и теплом в отопительный сезон.

Центральные тепловые пункты выпускаются в модульном исполнении, в полной заводской готовности, т.е. требуют минимальных работ на месте монтажа – только подключения к действующим сетям и пуско-наладочных работ. Объем необходимых работ определяется Заказчиком и может подразумевать только выведение светового или звукового сигнала на пульт диспетчера, а также управления с помощью любого известного на сегодняшний день вида связи.

Оборудование центрального теплового пункта (ЦТП) включает в себя следующие элементы:

• подогреватели (теплообменники);
• циркуляционные хозяйственные, противопожарные и отопительные насосы;
• тепловые и водомерные узлы;
• приборы КИП и автоматики и запорно-регулирующая арматура.

Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) - тепловой пункт, обслуживающий здание или его части. 
Индивидуальный тепловой пункт предназначен для обеспечения горячей водой, теплоснабжения и/или вентиляции производственных комплексов различного типа, на объектах жилищно-коммунального хозяйства и в жилых домов. Для работы системы необходимо лишь подключение теплоносителя и водопроводной воды, а также подвод электроэнергии для циркуляционных насосов.

Преимущества автоматизированного индивидуального теплового пункта:

• Общая длина трубопроводов тепловой сети сокращается в 2 раза.
• Расход электроэнергии на перекачку теплоносителя снижается на 20- 40%.
• За счет автоматизации регулирования отпуска тепла конкретному абоненту (зданию) экономится до 15% тепла на отопление.
• Потери тепла при транспорте горячей воды снижаются в два раза.
• Значительно сокращается аварийность сетей.
• Сокращается потребность в квалифицированном персонале.
• Оплата потребленного каждым зданием тепла осуществляется по фактически измеренному расходу за счет использования приборов учета.

Внутриквартальные сети ответвляются от распределительных или непосредственно от магистральных тепловых сетей и заканчивается в ТП потребителей теплоты. Они несут только ту тепловую нагрузку, которую имеет этот потребитель теплоты.

Стратегическое развитие теплоснабжения

Стратегическими целями теплоснабжения являются:

• надежное снабжение теплом предприятий экономики и населения страны;
• повышение эффективности функционирования и обеспечение устойчивого развития отрасли на базе новых современных технологий;
• максимально эффективное использование возможностей когенерации.

Суровые климатические условия в России предопределяют теплоснабжение как наиболее социально значимый и в то же время наиболее топливоемкий сектор экономики: в нем потребляется примерно 40 процентов энергоресурсов, используемых в стране, а более половины этих ресурсов приходится на коммунально-бытовой сектор. Несмотря на это, теплоснабжение в отличие от основных отраслей ТЭК не имеет единой технической, структурно-инвестиционной, организационной и экономической политики. Относительно прозрачны лишь системы централизованного теплоснабжения.

Существует энергетическая стратегия России на период до 2030 г. утверждена распоряжением Правительства РФ от 13.11.2009 г.№1715-р.

Прогнозируемое развитие сферы теплоснабжения (см. таблицу) потребует осуществления 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 1-м этапе (2013-2015 гг) реализации настоящей Стратегии будет обеспечено повышение стандартов предоставления услуг теплоснабжения в результате оптимизации структуры систем, 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.

На 2-м этапе (2020-2022 гг) реализации настоящей Стратегии будет осуществлена масштабная реконструкция и техническое переоснащение основных фондов, включая экономически оправданную замену тепловых сетей и сетевого оборудования систем ЦТ в тех регионах, дальнейшее развитие получат процессы повышения энергоэффективности теплоснабжения и внедрения инновационных высокоэффективных технологических схем его организации.

На 3-м этапе (2030 г.) реализации ЭС-2030 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 тепловой энергии новых неуглеводородных источников энергии и использования высокоэффективных автоматизированных технологических схем организации теплоснабжения.

Проблемы системы теплоснабжения

Россия является одной из стран с самым высоким уровнем централизованного теплоснабжения в Европе. При этом более 30% тепла, вырабатываемого ТЭЦ, не доходит до потребителей. С чем это связано?

Преобладающим способом прокладки тепловых сетей в нашей стране является подземная прокладка в непроходных каналах с минеральной изоляцией.   Теплозащитные свойства такого типа изоляции в процессе эксплуатации резко снижаются, что приводит к значительным потерям тепла. Как следствие, в 2–3 раза больше, чем в странах Западной Европы, нашим государством расходуется тепла на отопление равной жилой площади, а долговечность тепловых сетей России в 2–3 раза ниже, чем за рубежом, и не превышает 10–15 лет.

В России эксплуатируется более 250 тысяч км тепловых сетей в двухтрубном исполнении, в том числе около 30 тысяч км магистральных диаметром от 400 до 1400 мм.  Средний уровень износа сетей достигает 60%.

Основными причинами тяжелого состояния тепловых сетей являются: 

● массовое применение подземной канальной прокладки трубопроводов и использование недолговечных теплоизоляционных материалов. Фактический срок службы таких трубопроводов для магистральных сетей составляет 12-15 лет, распределительных и квартальных сетей 7-8 лет, т. е. значительно ниже нормативного, равного 25 годам; 

● недостаточный контроль органов сертификации и гостехнадзора (энерго надзора) за качеством строительства;  

● слабое информационное обеспечение о достоинствах и возможностях новых материалов и конструкций;  

● отсутствие должного финансирования.

В числе главных проблемных зон, наиболее остро обозначившихся на сегодняшний день в тепловой энергетике выделяется следующее:

1.      Износ фондов.

Эта острая проблема присуща практически всем инфраструктурным отраслям российской экономики, в том числе и теплоэнергетической сфере. Приводятся приблизительные масштабы износа мощностей (60%). Этот уровень износа характерен и для «большой» энергетики, и для сферы жилищно-коммунального хозяйства. При этом отмечается приблизительный характер этих цифр, поскольку точный уровень износа оборудования установить очень сложно.

Основные составляющие и «производные» износа  фондов в тепловой энергетике:

- устаревшее  оборудование генерации тепла, транспортировки  и потребления;

- морально  устаревшее и изношенное оборудование  ТЭС и котельных, что вызывает  низкий КПД при их работе  и нарастающее число отказов  с соответствующими отрицательными  последствиями.

- велико  количество аварий и утечек, конструкция  теплопроводовустарела, способствует высоким тепловым потерям.

2.      Дисбаланс позиций электро- и теплоэнергетик.

С одной стороны, нормативно-правовая база функционирования электроэнергетики и тепловой энергетики сформирована «под электроэнергетику» с учетом интересов последней, тогда как нормативное регулирование многих аспектов деятельности тепловой энергетики выстроено невыгодным образом для нее. Кроме того, неравное положение «большой» и «малой» энергетики заключается в отсутствии или недостаточности учета интересов тепловой энергетики в ходе реформы электроэнергетической отрасли России.

3.      Кадровый вопрос.

По оценкам экспертов, кадровая проблема может быть отнесена к перечню наиболее острых. И по своей специфике она сходна с кадровой проблемой в электроэнергетике. С одной стороны – дефицит кадров и новых специалистов, с другой – перекос в сторону от «профессионалов» к «менеджерам», от профессиональных энергетиков к «управленцам»:

4.      Отсутствие стратегии развития отрасли.

Тепловая энергетика в настоящий момент функционирует фактически без какой-либо системы долгосрочного планирования развития.

Кроме того, по мнению многих представителей отрасли, сегодня назрела жизненная необходимость решения проблемы стратегического планирования. В этой ситуации эксперты считают актуальным говорить о необходимости создания структуры, курирующей вопросы стратегического развития и планирования (тепловой энергетики, или промышленности и экономики в целом), и уже отмечаются примеры подобных инициатив и предложений на уровне государственной власти.

5. Тепло- и ресурсосбережение.

Нерешенность проблемы сбережения тепла и энергоресурсов, требующихся для его производства, влечет за собой другие негативные явления, неблагоприятно сказывающиеся как на отрасли, так и на потребителе. Одна из них – рост тарифов.

6. Рост тарифов.

Одной из существенных причин роста тарифов на тепло являются тепловые потери, возникающие, главным образом, вследствие устаревшего и изношенного оборудования. Схематично цепочка выглядит следующим образом: «Дешевое/устаревшее оборудование – высокие потери – возмещение потерь тепловыми предприятиями - рост тарифов».

Эксперты приводят пример зарубежных стран, где тарифы на тепло практически не растут, в том числе и потому, что минимизированы потери. В России же потери при транспортировке компенсируются за счет роста тарифов. При этом, специальных надзорных органов недостаточно. Сегодняшней российской действительности, в значительной мере свойственно отсутствие стимула беречь ресурсы, в т.ч. тепло и электричество,  внедрять энергосберегающие технологии и оборудование. Это вызвано и низкими внутренними ценами на энергоресурсы, с одной стороны, и высокой стоимостью внедрения энергосберегающих технологий, с другой. При такой ситуации само энергосбережение теряет смысл.

Тарифное регулирование в сфере теплоснабжения.

При регулировании тарифов в сфере теплоснабжения используются следующие методы:

а) метод экономически обоснованных расходов (затрат);

б) метод обеспечения доходности инвестированного капитала;

в) метод индексации установленных тарифов;

г) метод сравнения аналогов.

 Метод экономически обоснованных расходов (затрат) применяется в одном из следующих случаев:

а) в случае если в отношении организации ранее не осуществлялось государственное регулирование цен (тарифов);

б) в случае установления цен (тарифов) на осуществляемые отдельными организациями отдельные регулируемые виды деятельности в сфере теплоснабжения, в отношении которых ранее не осуществлялось государственное регулирование тарифов;

в) в случае если у регулируемой организации отсутствуют договоры аренды объектов теплоснабжения.

Срок действия тарифов, установленных методом экономически обоснованных расходов (затрат), составляет не более 1 финансового года.

Метод обеспечения доходности инвестированного капитала (RAB-метод) не специализируется на решении задач энергоэффективности, но, тем не менее, носит стимулирующий характер.   

Целью метода является привлечение денег в развитие сетевых компаний. Для чего в тарифе на передачу энергии, помимо фактических затрат компании, учитываются суммы, обеспечивающие возврат средств, вложенных в сети, а так же, некий процент дохода для инвестора. Важно, что RAB-регулирование устроено так, что на один рубль, заложенный в тариф, можно привлечь несколько рублей инвестиций.

Метод индексации можно описать как умножение текущего тарифа на определенный индекс, который рассчитывается по Методическим указаниям Приказа ФСТ № 275-э/4 от 05.07.2005г. Основными составляющими индекса являются издержки на инвестиции, налоги, амортизация, дополнительные затраты, а также рост потребительских цен (инфляция).

Метод сравнения аналогов, предполагает сбор и анализ показателей деятельности регулируемых организаций, осуществляющих аналогичный регулируемый вид деятельности, в целях определения коэффициентов, применяемых в формуле расчета уровня расходов. Метод сравнения аналогов применяется для регулируемых организаций с установленной мощностью менее 10 Гкал/ч - для расчета необходимой валовой выручки, относимой на производство тепловой энергии. Протяженность тепловых сетей должна составлять 50 км в двухтурбинном исчислении - для расчета необходимой валовой выручки, относимой на передачу тепловой энергии и теплоносителя.

Рис. 2 Динамика цен на услуги

Основные методы решения проблем с теплоснабжением городов в Российской Федерации