Введение к работе
Актуальность проблемы. Одними из приоритетных проблем энергетической стратегии России считаются проблемы развития региональной энергетики и теплоснабжения. Это обусловлено размерами территории России и, как следствие, разнообразием ее природно-климатических условий, а также контрастом социально-экономических уровней развития ее регионов и неравномерностью размещения как топливных баз, так и центров энергопотребления.
Тепловое хозяйство (ТХ) страны составляют объекты (более 400 ТЭЦ, сотни тысяч крупных и мелких котельных, десятки тысяч километров тепловых сетей), производящие и распределяющие тепловута энергию для технологических целей, отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. На производство тепловой энергии расходуется примерно в 2 раза больше топлива, чем на производство электроэнергии. При этом порядка 30 % электроэнергии производится на ТЭЦ.
Имея черты единой отрасли с большими потребностями в топливе, оборудовании и материалах, ТХ никогда не рассматривалось в целом как единая отрасль топливно-энергитического комплекса (ТЭК). Основное внимание уделялось развитию крупных теплофикационных систем, а эффективное оборудование для малой теплофикации, мелких котельных и нетрадиционных источников тепловой энергии развивалось крайне медленно.
Наряду с заметными достижениями в области теплоснабжения были допущены и упущения, обусловленные: 1) сложностью подобных физико-технических систем; 2) недостаточной координирующей политикой в их развитии; 3) слабой увязкой с другими системами ТЭК.
Вследствие этого ТХ, являясь самой топливоёмкой частью ТЭК, технически и организационно наиболее запущено, что выражается:
в сверхнормативных потерях тепловой энергии (15-20 % и более) и топлива;
в большом износе оборудования энергоисточников (весь парк мелких котельных и до 50 % турбин и котлов на ТЭЦ) и тепловых сетей (более трети требуют замены);
в остром недостатке средств измерения и регулирования, практическом отсутствии автоматизированных систем;
в отсутствии средств очистки вредных выбросов или плохой очистке последних, особенно на угольных котельных коммунального теплоснабжения.
В этих условиях необходимо решение комплексных задач научно-технического развития ТХ, направленных на устранение действующих негативных тенденций в снижении комфортности, надежности, экономичности и экологичности систем теплоснабжения.
Цели исследования. Работа преследует три основные цели:
-
анализ современной ситуации в ТХ, выявление узких мест и структуризация проблем перспективного развития;
-
совершенствование методологии прогнозирования развития теплоснабжения в условиях хозяйственной самостоятельности, необходимости внедрения достижений НТП и решения экологических проблем путем:
- конкретизации современных научно-методических проблем при
решении задач перспективного развития централизованного
теплоснабжения и теплофикации;
разработки научно-методического подхода к исследованию долгосрочных стратегий развития ТХ региона;
обоснования промышленно-жилой агломерации (ПЖА) как объекта исследований при решении вопросов совершенствования и развития теплоснабжающих систем (ТСС);
- разработки методики и подхода к изучению развития теплового
хозяйства ПЖА, создание алгоритмов и их реализации с
использованием современных вычислительных средств;
- разработки подхода к анализу приоритетных направлений
развития научно-технического прогресса (НТП) в ТХ России, проверки
и адаптации перспективных энерготехнологий к региональным
особенностям;
3) решение на основе разработанных принципов и методического
аппарата конкретных научно-практических задач развития ТСС в
отдельных регионах и стране в целом.
Методы и объект исследования. Работа базируется на методологии системных исследований в энергетике для создания безопасной и экологически чистой энергетики, комплексной постановке задач прогнозирования развития теплоснабжающих систем, методах математического моделирования, сценарных подходах и основных элементах рыночной экономики.
Идея предлагаемой работы заключается в переходе от изолированного рассмотрения схем знерго- и теплоснабжения отдельных городов и промышленных центров к рассмотрению этих схем как составных частей общей системы энергоснабжения некоторого района. Это позволит обеспечить сбалансированное развитие электро-, топливо- и теплоснабжающих систем района и удовлетворительное санитарно-гигиеническое состояние в населенных пунктах с учетом конкретных региональных особенностей.
Решение задачи связано с выделением уровня промышленно-жилой агломерации как связующего звена между задачами обоснования концептуальных направлений развития ТХ на уровне страны или экономического района и задачами технико-экономической эффективности и реализуемости решений по ТСС на уровне города или
промышленного центра. При этом под промьтшленно-жилой агломерацией (ПЖА) понимается совокупность взаимосвязанных городов и сельских поселений, обладающих общей поселенческой, градообразующей и производственной структурой, образом жизни (общением, перемещениями, занятостью, культурой и т.д.). Она возникает как правило на базе крупного города с населением 100-500 тыс. чел. и охватывает другие населенные пункты в радиусе 80-150 км и более. Образованию агломераций способствуют предпосылки, особенности, тенденции и концепции развития поселенческой структуры России. Такое рассмотрение и увязывание решений на каждом уровне с уровнем агломерации позволяет учитывать:
существующее техническое состояние теплоснабжения городов и мелких населенных пунктов;
технические особенности в развитии ТСС региона;
комплексное рассмотрение централизованных и децентрализованных потребителей;
основные направления и достижения НТП в оборудовании и системах транспорта энергии;
изменяющиеся требования к надежности и комфортности теплоснабжения;
экологические особенности и возможные ограничения для систем теплоснабжения отдельных населенных пунктов или объектов;
рыночные условия конкурентоспособности различных энерготехнологий и способов доставки тепловой энергии;
- особые социальные, гражданские и технологические требования
потребителей энергии;
устойчивость решений в условиях неоднозначности прогнозируемых параметров и технико-экономических показателей.
В связи с вышеизложенным несомненна актуальность работы, связанная с уточнением методологии и совершенствованием методического аппарата для исследования и обоснования комплексного прогноза развития ТСС и в целом ТХ региона в соответствующих экономических условиях.
. Научная новизна. В диссертации впервые получены и выносятся на защиту следующие результаты:
- методология исследования и алгоритмическая увязка подходов
и моделей для изучения основных направлении перспективного
развития ТСС региона на базе комплексного рассмотрения ТХ
промышленно-жилых агломераций;
- методология исследований основных направлений научно-технического развития ТСС и оценка их эффективности;
- научно-прикладные результаты и концептуальные положения
развития систем теплоснабжения отдельных объектов, регионов
Сибири, Дальнего Востока и России в целом.
Практическая ценность и внедрение. Предложенный подход и разработанная методика обеспечивают качественно новый уровень рассмотрения проблем ТХ при разработке перспективных направлений развития теплоснабжения страны и её территорий путем целенаправленного изучения ТХ промышленно-жилых агломераций, качественного обоснования возможных технических направлений развития теплоснабжения (с выделением наиболее приоритетных вопросов НТП), поиска рациональных энергетических балансов в увязке с экономикой и экологическими ограничениями.
Результаты работы использовались при разработке программ развития энергетики (включая теплоснабжение) Дальнего Востока и Сибири, в работах ВНИПИэнергопром, ВНИИКТЭП, ИЭиПНТП АН СССР, а также в других работах, выполнявшихся в СЭИ СО РАН. Комплекс программ и результаты определения, направлений сокращения потребления мазута в ТХ России переданы и получили внедрение в Управлении балансов ТЭР и в ГСУ перспективного прогнозирования развития ТЭК в Минтопэнерго РФ.
Апробация работы. Основные методические положения и результаты работы были обсуждены и докладывались на:
Всероссийской конференции по экономическому развитию Сибири (1989 г., Иркутск, 1990 г., Тюмень, 1991 г., 1993 г., Новосибирск);
Международном семинаре по исследованию трубопроводных систем энергетики (1989 г., 1992 г., Туапсе и 1994 г., Иркутск);
- Семинаре по агомно-водородной энергетике в ИАЭ им.
И.В.Курчатова (1986 г., 1988 г., 1990 г., Москва);
- Всесоюзном симпозиуме СЭИ СО РАН (1986 г., 1990 г., 1995 г.
Иркутск);
- Всесоюзной конференции по проблемам развития энергетики
(1989 г., Киев);
Всесоюзном научно-техническом совещании по системным исследованиям (1979 г., 1985 г., Ленинград, 1990 г., Иркутск);
Международных конференциях (1987 г., Австрия, 1989 г., ЧСФР);
- Всесоюзном научном семинаре по комплексной оптимизации
параметров (1981 г., Иркутск, 1982 г., Минск, 1984 г., Москва, 1985 г.,
Иркутск, 1986 г., Обнинск);
Республиканской научно-технической конференции по атомному теплоснабжению (1981 г., Киев);
Секции развития и функционирования электроэнергетических и теплоснабжающих систем научного совета по комплексным проблемам энергетики РАН (1987 г., 1990 г., 1994 г., Москва);
Международном семинаре по новой технике и технологиям в теплоэнергетике (1995 г., Гусиноозерск).
Публикации. Основные методические положения диссертации и результаты исследований опубликованы в 45 работах.
Структура диссертации. Работа состоит из введения, трех частей, заключения и списка литературы.
Похожие диссертации на Научно-методические принципы комплексного обоснования направлений развития теплоснабжающих систем
