Фактор природного газу при розрахунку економічності інноваційних систем теплопостачання

   Забезпечення енергетичними ресурсами є одним з важливих факторів стабільності та сталого розвитку для кожної суспільної одиниці, якими можна вважати державу, регіон, область, місто, зрештою окремий будинок чи навіть квартиру. Адже на кожного з нас впливають в результаті глобальні тенденції та зміни на ринку енергетичних ресурсів. З точки зору теплопостачання для нас особливе значення має природний газ, що є найбільш зручним видом первинного енергоносія для створення, організації роботи та експлуатації індивідуальних систем теплопостачання. Якщо ми споживаємо природний газ для того, щоб забезпечити себе теплом та гарячою водою, то не можемо не враховувати усіх змін на ринку, пов’язаних із природним газом та стверджувати, що проблеми газової індустрії нас не стосуються.
   На практиці розуміння ролі природного газу в нашому повсякденному житті допомагає знаходити оптимальні шляхи використання матеріальних та фінансових ресурсів. Прослідковується чітка тенденція – вичерпність світових запасів природного газу і збільшення видобутку з одного боку та зростання споживання з іншого призводять до зростання щороку ціни на природний газ, що в свою чергу збільшує частку витрат в балансі як держави, так окремого будинку на енергоносій і змушує все частіше ставити питання ефективності його використання.
   В цій статті ми розглянемо аспекти даної проблеми і покажемо очевидний шлях вирішення як в якісній, так і в кількісній характеристиці.
   Статистичний звіт британської компанії ВР [1] дає інформацію про стан розвіданих запасів, видобування та споживання природного газу в світі. За оцінкою експертів ВР станом на кінець 2008 р. розвіданих світових запасів природного газу в кількості 185,02 трлн.м3 при даному рівні видобування вистарчить на 60,4 років. Для Росії, яка є основним постачальником природного газу в Україну, розвідані запаси становлять 43,3 трлн.м3 що виражається в 72 роки використання родовищ. В 2008 році було зафіксоване найбільше зростання видобування природного газу 3,8%, а приріст споживання газу становив 2,5%. Аналіз споживання первинних енергоресурсів, в тому числі газу, за останні 35 років [2] показує зростання майже в два рази. За оцінкою російського Газпрому [3] до 2018 року світове споживання природного газу зросте в двічі. Таким чином світові газовидобувні компанії, експерти та аналітики енергетичного ринку передбачають зростання як видобування так і споживання природного газу, що неодмінно буде супроводжуватись зростанням ціни. Під цим оглядом країни, що володіють запасами природного газу, виступають постачальниками для багатьох країн, а отже і матимуть визначальний вплив на формування цінової політики. Для України це означає подорожчання газу імпортованого з Росії. Виникає питання диверсифікації джерел постачання газу, використання власних ресурсів та особливо актуальне – економії газу в усіх сферах життєдіяльності.
   За оцінкою Міністерства палива та енергетики [4] видобуток власного газу в Україні за 2009 рік зріс на 0,8%, однак рівень 21,18 млн. м3 при споживанні 71 млн.м3 забезпечує лише на 29,8% потреби в природному газі. Таким чином Україна змушена імпортувати значну частину природного газу і значно залежати від ціноутворення. Аналіз ціни на газ в Україні за останні десять років показує стабільне зростання, а значить і зростання експлуатаційних витрат на системи теплопостачання. В середньому кожного року спостерігалось зростання ціни на газ на 13,6% в валюті. Ціноутворення на ринку природного газу регламентує Національна комісія з регулювання електроенергетики (НКРЕ) і визначає його своїми постановами. Проаналізувавши рішення НКРЕ можемо спостерігати наступну динаміку зростання ціни на газ.

   Логічним буде порівняти питання природного газу з ситуацією в Об’єднаній Європі. Стан справ із споживанням газу в Україні та Європі має дві принципові відмінності, які докорінно змінюють підходи до оцінки економічності будь-яких енергетичних установок. Першою відмінністю є сама ціна. В більшості країн Європейського Союзу споживач, що витрачає більше газу отримує його по нижчій ціні. Також європейці розраховуються не за спожиті кубічні метри газу, а за спожиту кількість теплоти, що суттєво впливає на якість забезпечення природним газом. Нижче в таблиці приведено дані по вартості природного газу в євро за 1000 м3 в деяких країнах Євросоюзу[5]*.

   Таким чином, тенденція до зростання ціни на природний газ, а також європейська статистика сприяють тому, що все більше споживачів, як індивідуальних так і промислових, впроваджують енергоощадні системи теплозабезпечення. З огляду на цей факт виключного значення набуває метод техніко-економічного обґрунтування для того чи іншого інноваційного обладнання. Якщо в необхідності використання класичного газового обладнання споживач не сумнівається, оскільки це найбільш ймовірний спосіб забезпечення теплом будинку, то для використання інноваційного, завжди більш дорого, обладнання більшість споживачів потребує економічного обґрунтування. Для проведення техніко-економічного обґрунтування необхідно:
- визначити витрати теплоти в системі теплопостачання;
- визначити ймовірний вклад інноваційної системи;
- порівняти отримані результати та вивести термін окупності інвестиції в енергозберігаюче обладнання.
   Основною особливістю техніко-економічної оцінки є індивідуальних підхід до кожного об’єкту, оскільки від індивідуальних умов роботи системи теплопостачання залежить кількісна оцінка витрати теплоти. Для системи яка проектується обчислити витрати теплоти можна виходячи із закладеного обладнання, величини тепловтрат і т.д. В такій системі невідома реальна витрата теплоти системою теплозабезпечення, тому єдина оцінка яка може бути проведена – це оцінка вкладу інноваційної системи. Покажемо це на прикладі простої системи гарячого водопостачання на основі сонячних вакуумних колекторів VTK 1140 системи auroTHERM від Vaillant. Для забезпечення гарячою водою будинку де проживає чотири особи достатньо встановити дві сонячні панелі з бівалентним бойлером на 300 л. Загальна вартість такої системи становитиме 6756,76 євро. Вартість монтажних робіт становитиме приблизно 10% від вартості обладнання, тобто 675,7 євро. Таким чином загальна вартість сонячної системи складатиме 7432,46 євро.     Згідно графіка інтенсивності сонячного випромінювання для умов м.Київ нагрів заданого об’єму води в повному обсязі в місяцях січні, листопаді, грудні і частково в лютому буде неможливий, тому необхідно передбачити додаткову потужність газового котла. Згідно технічної документації необхідно застосувати котел потужністю не менше 20 кВт. При цьому вартість додаткового обладнання разом з монтажем становитиме 1444,06 євро. Загальна вартість системи теплопостачання становитиме 8876,52 євро.
   Запропонована система замінює класичну систему з газовим котлом та водонагрівачем непрямого нагріву, тому термін окупності необхідно оцінювати виходячи не з повної вартості інноваційної системи, а з величини перевитрати на цю систему у порівнянні з класичною. Застосування водонагрівача з означеним об’ємом потребує потужності 46 кВт. Таким чином паливна укомплектована обладнанням Vaillant вимагатиме затрат в розмірі 5454,35 євро в тому числі з монтажем. Різниця витрат становитиме 3422,17 євро.
   Запропонована система розрахована на водоспоживання будинком з 4 осіб, тому необхідно оцінити витрати теплоти, а значить і газу на приготування гарячої води. Склавши відповідну режимну карту споживання гарячої води в будинку сім’єю з чотирьох осіб, можемо визначити загальну добову витрату води, яка буде рівна 1620 л/добу. Виходячи з припущення сталого навантаження на ГВП протягом року, отримаємо загальну річну витрату природного газу на ГВП - 3288,6 м3/рік. При даній витраті газу ціна становитиме 732 грн/1000м3 [6]. Загальна вартість газу спожитого на потреби ГВП - 2407,26 грн/рік, що при курсі євро 10,6 грн/євро станом на 12.04.2010 [7] складатиме 227,1 євро/рік. Наступна таблиця показує термін окупності даної системи та порівняльні дані для деяких країн Євросоюзу, що знаходяться на широті України.апах співпраці.

     Аналіз отриманих даних спонукає до пошуку шляхів зниження терміну окупності енергозберігаючого обладнання. Зниження вартості обладнання можливе за рахунок використання більш дешевих моделей сонячних колекторів, адаптації монтажних кріплень на місці з власних металевих елементів, використання системи в тому числі для підтримки режиму басейну чи системиопалення і т.д. Як ми бачимо, основним завдання техніко-економічного обґрунтування є визначення витрати теплоти на опалення та гаряче водопостачання і переведення її у витрату природного газу, з наступним порівнянням з витратою, яку зможе забезпечити інноваційна система. Якщо витрата гарячої води приблизно величина стала на протязі всього року, то витрата теплоти на опалення змінюється в залежності від зовнішніх температурних умов. Виникає складне завдання оцінки тепловтрат будинку при змінних температурах навколишнього середовища. Від успішного розв’язання такого завдання залежить точність оцінки витрат газу, а значить і точність техніко-економічного обґрунтування енергозберігаючих систем, що в свою чергу впливає на ефективність продажу, тобто комерційного успіху, таких систем. Для розв’язання даної задачі можливе використання двох принципово відмінних підходів. Перший пов'язаний з обробкою експериментальних (натурних) результатів, тобто виміряних витрат газу на протязі року для окремого діючого об’єкту та математична їх обробка з метою узагальнення та отримання залежностей, по яких буде можливо оцінювати витрати газу для інших об’єктів. Цей спосіб утруднений в силу необхідності мати власне такий об’єкт, де можна було б проводити вимірювання. Другий спосіб менш затратний – це математична оцінка тепловтрат будинку виходячи з ряду припущень та узагальнень. Даний спосіб є більш гнучким, оскільки при його розробці можливо врахувати більш широке коло умов, ніж це можливо зробити на реальному об’єкті.
   Відділом навчань ДП Вайллант група Україна була розроблена методика оцінки витрати газу системою опалення, яка базується на класичній теорії теплопередачі. Завдяки отриманій методиці можливо оцінити, з достатньою для інженерних розрахунків точністю, витрату природного газу на систему опалення. Багаторічний досвід складання комерційних пропозицій та виконання техніко-економічних розрахунків дозволяє оптимізувати отримані результати та гарантувати замовникам достовірність отриманих даних. На основі методики розроблена програма розрахунку тепловтрат будівлі та оцінки витрати газу при цьому різними моделями котлів. При розрахунку враховуються індивідуальні характеристики будинку, кліматичні зони та режим роботи системи опалення. Для розрахунку також приймається до уваги наявність автоматичного керування в системі різними регуляторами – від простого термостата до погодозалежного програматора. Програма успішно використовується для розробки техніко-економічних обґрунтувань різних об’єктів.
   Аналізуючи усе сказане, а також враховуючи сучасні тенденції на ринку обладнання з теплопостачання, як і загальні тенденції в економіці, можна стверджувати, що настає час енергозберігаючих технологій на основі продуманих інженерних рішень. Продаж будь-якого інноваційного обладнання вимагає економічного обґрунтування та грамотного аналізу, постійної технічної підтримки і що також важливо, сервісного обслуговування.  Під цим оглядом ДП Вайллант група Україна вигідно відрізняється з поміж інших підприємств, оскільки забезпечує продумані інженерні рішення та повну підтримку своїх споживачів на усіх етапах співпраці.