Материал: Климатические риски неэффективности систем отопления

Если на оси ординат кривой (5) продолжительности тепловой нагрузки построить равновеликий прямоугольник 0kln0 площадью, равной площади под графиком продолжительности, то основание этого прямоугольника будет равно длительности использования расчетной сезонной тепловой нагрузки за отопительный сезон:

= Qсгод / Qс/

где Qс/ = Qо/ + Qв/.

В случае отсутствии данных для ориентировочных расчетов можно принимать следующую длительность отопительного сезона (табл.1):

Продолжительность сезонной тепловой нагрузки на территории России Таблица 1

Кроме того, существует задача экономической оптимизации учета изменения климата. На этом этапе производится сопоставление теплопотерь через ограждающую конструкцию и теплозатрат на отопление.

2. Индентификация рисков «перетопа и недотопа» в процессе теплоснабжения городов

.1 Понятие «перетопа и недотопа»

«Перетоп» (избыток тепла) - это такая ситуация когда, при относительно тёплой погоде поставляемое тепло оказывается избыточно, и отапливаемое помещение перегревается, вследствие этого потребитель чувствует дискомфорт.

«Недотоп» (недостаток тепла) - возникает тогда, когда фактическая температура горячей воды в системе отопления после источника теплоснабжения и, соответственно, на входе в дом ниже, чем должна быть по температурному графику теплоснабжения в соответствии с фактической температурой наружного воздуха.

Наиболее сложной, по мнению специалистов в области изучения климатических рисков является задача идентификации рисков. Другими словами, важно понимать и четко сформулировать какие, риски необходимо определять. Климатический риск процесса отопления,прежде всего, определяется, как риск «перетопа и недотопа»

В эти термины можно вкладывать разный смысл.

С одной стороны при использовании основных характеристик отопительного периода (средняя температура наружного воздуха и продолжительность периода) «перетоп и недотоп» определяется как максимальные и минимальные отклонения за конкретные сезоны этих характеристик от нормативных.

С другой стороны подробный анализ процесса для открытых систем теплоснабжения позволяет определить ежегодные «перетопы или недотопы» в зависимости от складывающегося режима температуры наружного воздуха.

2.2 Классификация рисков «перетопа и недотопа»

В ходе исследования климатических рисков, возникающих в процессе отопления, была разработана классификация рисков, в зависимости от видов «перетопа и недотопа» (рис. 3)

Рис. 3. Классификация рисков «перетопа и недотопа»

Виды «перетопов и недотопов» связаны с тем, какие особенности отопительного периода и процесса отопления рассматриваются для их выявления. Возможны следующие варианты:

-       При изменении средней продолжительности отопительного периода от года к году, возникают отличия в конкретном году от многолетнего значения продолжительности, с учетом которого закупается топливо на предстоящей отопительный сезон. Вследствие этого возникает вероятность отклонения в днях или даже неделях, это служит основанием для расчета риска, назовем это - «риск изменчивости средней многолетней продолжительности (или средний риск)». Метод и расчет данного риска приведен в Главе 3.

-       Отклонения отдат, устанавливаемых по приказу о начале и завершении отопительного сезона от нормативного значения продолжительности, создают другие значения «перетопов или недотопов». Назовем эти риски - «реальными»; Расчет данного вида риска также приведен в Главе 3.

-       «Перетоп или недотоп» также может возникать вследствие «желания» экономить топливо (в некоторых случаях в связи с административным ограничение транша на закупку топлива), назовем это - «административным» риском. Последние виды риска могут быть рассчитаны только в результате анализа графиков подачи тепла, которые должны храниться.

Кроме того «недотопы» и аварии возникают в связи с несовершенством централизованного теплоснабжения в России и это сравнительно частный вид риска - «проектный риск».

На рис. 4 представлен график,на котором схематично изображено возможное возникновение «перетопа или недотопа» в зависимости от складывающегося режима температуры наружного воздуха.

Рис. 4. Температурный график регулирования системы теплоснабжения

Температурный (отопительный) график - зависимость температуры теплоносителя (воды) в системе отопления от температуры наружного воздуха.

Температура теплоносителя на входе в систему отопления зависит от температуры наружного воздуха, то есть чем ниже температура наружного воздуха, тем с большей температурой должен прийти теплоноситель в систему отопления. Температурный график выбирается при проектировании системы отопления здания, от него зависит размер отопительных приборов и расход теплоносителя в системе. Регулирование заключается в поддержании на источнике теплоснабжения температурного графика (температуры прямой сетевой воды), обеспечивающего в отопительный период необходимую температуру внутри отапливаемых помещений при неизменном расходе сетевой воды.

На оси абсцисс данного графика указаны средние температуры наружного воздуха, характерные для определенного пункта, с указанием критических значений от + 80С (температура начала ОП) до -260С (расчётная температура наиболее холодной пятидневки по Санкт-Петербургу)

На оси ординат указаны значения температуры воды нагреваемой в трубопроводе. Критическими значениями котла для открытой системы централизованного теплоснабжения, которая характерна для Санкт-Петербурга, являются 700 и 1300С (minи max) соответственно.

Кривая графика характеризует зависимость температуры воды в трубопроводе от температуры наружного воздуха. При централизованном регулировании режима отопления, в тех случаях, когда топлива недостаточно, вследствие чего диспетчер намерено экономит топливо или ограждающие конструкции не способны противостоять низким температурам, наблюдается «недотоп».Это характеризуется недостаточной температурой в помещении (менее + 200), что влечет разные негативные последствия (дискомфорт, ухудшение состояния здоровья, а по мимо этого экономические затраты на приобретение дополнительного обогревательного оборудования и т.д.). В тех случаях, когда тепло оказывается «избыточным», т.е. возникает «перетоп», особенно в начале и конце отопительного периода, происходит так называемое «регулирование форточками», что то же несет определённые потери.

3. Климатические риски систем теплоснабжения

.1 Влияние социально-климатических факторов на климатические риски

Нарушения качества теплоснабжения, в общем случае, могут возникнуть во всех взаимосвязанных элементах системы теплоснабжения: генерирующих установках, сетях, системах потребителей. Для разработки методики анализа и оценки экономических последствий следует установить результаты влияния качества теплоснабжения на всех участников этого процесса. В качестве основных участников процесса теплоснабжения будем рассматривать:

) население, как потребителя жилищного и социально-экономического сектора города;

)предприятия и организации, выполняющие функции снабжения города топливом, теплом, электроэнергией, водой и другими ресурсами;

) предприятия и организации потребители, в т.ч. производственные, торговые и оказывающие разного рода услуги;

) некоммерческие предприятия и организации потребители (ясли, детские сады, школы, больницы)

)административные организации потребители (федеральные, городские, районные);

) город (район);

) страна.

Экономические результаты, вызванные нарушением качества теплоснабжения, распределяются между всеми участниками и могут быть как положительными, приносящими определенную выгоду, так и отрицательными, вызывающими экономические потери (ущерб). При этом интересы участников этого процесса в каждом конкретном случае могут и не совпадать.

Экономические потери (ущерб) следует рассматривать как совокупность дополнительных затрат, связанных с нарушением качества теплоснабжения. Дополнительные затраты потребителей энергии связаны, вызваны необходимостью компенсации «недотопов и перетопов», ростом тепловых потерь и ускоренным износом зданий, недовыработкой продукции, порчей оборудования и сырья, неполным использованием персонала. Следовательно, экономические затраты, возникающие при нарушении качества теплоснабжения, необходимо рассматривать применительно к каждому участнику процесса и в соответствии с конкретными условиями его функционирования.

Совершенно очевидно, что большая часть из перечисленных последствий допускает определенное экономическое измерение. При этом необходимо иметь в виду, что для различных участников процесса теплоснабжения экономические последствия нарушения качества теплоснабжения будут выглядеть неодинаково. Экономические последствия, возникающие при нарушении качества теплоснабжения можно распределить по участникам процесса следующим образом:

.        Население:

•        Затраты на возмещение ущерба здоровью - дополнительные затраты на лечение (помимо государственного лечения);

•        Прямые затраты на оборудование и электроэнергию для обогрева помещений с целью компенсации недополученного тепла;

•        Дополнительный «эффект» за счет использования газа на отопительные нужды;

•        Ущерб от пожаров в связи с необходимостью дополнительного обогрева за счет других источников;

•        Рост квартплаты вследствие ускоренного износа зданий и увеличения расходов на содержание жилищного фонда;

•        Дополнительные затраты на утепление помещений, в т.ч. компенсацию теплопотерь вследствие ухудшения теплофизических характеристик ограждающих конструкций зданий.

. Предприятия системы теплоснабжения:

•        прямые затраты на ликвидацию аварий, возмещение утечек теплоносителя и восстановление нормального режима теплоснабжения;

•        основные потери от недовыпуска продукции;

•        дополнительные потери от вынужденного изменения режима работы оборудования, оплата постоянных расходов предприятия и рост себестоимости продукции;

•        плановые затраты на ремонт и компенсация накопленного и ускоренного износа оборудования и сетей;

•        косвенные затраты на возмещение последствий нарушения качества теплоснабжения, гидравлической разрегулировки сетей, обеспечение повышенных расходов теплоносителя, выплаты компенсаций и другие цели.

. Предприятия топливно-энергетического комплекса страны:

•        затраты на производство и транспорт дополнительного количества топлива и электроэнергии;

•        возможные потери экспортной выручки.

. Предприятия и организации потребителей производственной сферы:

•        основные потери, связанные с недовыпуском и снижением качества продукции;

•        дополнительные потери, вызванные браком продукции, вынужденным изменением режима работы, ростом себестоимости снижением прибыли из-за оплаты постоянных расходов предприятия и простоев рабочих;

•        дополнительные расходы на расконсервацию и использование собственных источников тепла;

•        дополнительные затраты на утепление помещений, в т.ч. компенсацию теплопотерь вследствие ухудшения теплофизических характеристик ограждающих конструкций зданий;

•        прямые расходы на ликвидацию последствий аварий и пожаров, компенсацию ускоренного износа зданий, оборудования и коммуникаций;

•        косвенные ущербы от роста заболеваемости работников;

•        косвенные потери, связанные с выплатой неустоек и упущенной выгодой, снижением конкурентоспособности и платежеспособности.

. Город (район)

•        увеличение затрат, связанных с функционированием инженерной инфраструктуры города;

•        прямые затраты на ликвидацию чрезвычайных ситуаций;

•        дополнительные затраты на содержание жилищно-коммунального хозяйства и здравоохранения;

•        дополнительные затраты, связанные с лечением заболевших с оплатой больничных листов;

•        перерасход средств бюджета на покупку топлива другие нужды;

•        уменьшение налоговых поступлений.

. Страна (регион):

•        прямые затраты на ликвидацию чрезвычайных ситуаций;

•        дополнительные затраты на поддержку жилищно-коммунального хозяйства, социальной сферы и здравоохранения;

•        перерасход топлива, электроэнергии и других ресурсов;

•        рост затрат на развитие ТЭК;

•        потери от снижения валютной выручки от экспорта энергетических ресурсов и другие.

Главный итог - увеличение социальной напряженности в обществе, возникающей вследствие морального и материального ущерба наносимого потребителям.

Из вышеизложенного следует, что при оценке влияния качества теплоснабжения на все сферы деятельности города необходимо рассматривать комплексное изменение затрат во всех элементах энергетической цепи: от генерирования до потребления тепловой энергии. Определение экономических последствий нарушения качества теплоснабжения представляет достаточно сложную технико-экономическую задачу. Трудности заключаются в том, что до настоящего времени не проводились комплексные исследования качества теплоснабжения городов.

.2 Общая методика расчета климатических рисков

Климатический риск определяется исходя из финансовых оценок рисков (прибыли или убытков), которым подвергается реципиент под действием опасных метеорологических явлений (ОЯ) - засухи, мороза, сильных дождей и снегопадов, ветра, до изменения климата в целом.

Понятие климатического риска базируется на понятиях факторов (или причин) риска и объекта (реципиента) риска. Характеристикой климатического риска является критическое значение (или совокупность значений), выделяющее область неблагоприятных значений факторов риска, приводящих к существенному ущербу для объекта.

Климатический риск обычно определяют как вероятность негативных последствий или ожидаемых потерь, вытекающую из взаимодействия между метеорологическими опасностями и уязвимостью реципиента, включающую его подверженность. Математическая интерпретация риска иллюстрируется схемой на (рис. 5)

Рис.5. Модель риска: F - частота возникновения опасности; С - вероятность уязвимости реципиента от реализовавшейся опасности или поражающего фактора