3. 8. 5. Централизованные или автономные системы? Проблема выбора

Увеличение энергоэффективности жилого дома и использование возобновляемых источников энергии способны значительно повысить степень его автономности. В этом случае возможна меньшая зависимость или полная независимость от централизованных инженерных систем.
Дискуссия о предпочтении централизованных или автономных систем в условиях современного города не утихает. В странах Европы, например (Дания, Швеция, Германия, Франция и др.) наблюдается параллельное развитие этих подходов. Здесь строятся централизованные системы теплоснабжения и одновременно развиваются автономные источники, которые используются как при реконструкции сложившейся городской застройки, так и в новом строительстве [119].

Для эксплуатирующихся в России систем центрального теплоснабжения специалистами отмечается ряд недостатков: в большинстве городов тепловые сети изношены, тепловые потери в них в несколько раз превышают нормы (теряется до 50 % производимой энергии), высока повреждаемость сетей, что ведёт к аварийным ситуациям, велики затраты электроэнергии на транспортировку теплоносителя по тепловым сетям.

Однако современный уровень разработок позволяет в некоторой степени уменьшить эти отрицательные эффекты. Поэтому согласно некоторым оценкам считается, что централизованное теплоснабжение останется в городе в качестве основной системы. Автономные или децентрализованные источники тепла в виде малых котельных, в этом случае могут составить 10-15 % рынка тепловой энергии. Они будут целесообразны, например, в условиях реконструкции, когда резервы центрального теплоснабжения исчерпаны при строительстве малоэтажных домов, в удаленных районах застройки [11].

В качестве примера противоположного подхода можно привести строительство жилого района Куркино в Москве. На окраине города создаётся жилой район на 40 тысяч жителей. В процессе проектирования были рассмотрены два варианта теплоснабжения района: от районной ТЭЦ и от 64 мини-котельных. Районную ТЭЦ требовалось разместить в нескольких километрах от жилого района и организовать вокруг неё большую по площади санитарно-защитную зону. Миникотельные (крышные, встроенные, пристроенные котельные) размещались в непосредственной близости от застройки. Согласно расчётам специалистов “СантехНИИпроект” варианты теплоснабжения должны были иметь следующие показатели:

–        годовой расход топлива и электроэнергии на ТЭЦ превышал бы в 2 раза расход на автономных котельных при одинаковой установленной мощности энергоустановок;

–        потребление воды превышало бы в 5,8 раза;

–        количество выбросов соединений азота и других загрязнений – в 4.5 раза;

–        протяжённость сетей – в 2 раза;

Капитальных вложений для системы ТЭЦ требовалось на 29 % больше, чем для автономных котельных, причём, если для ТЭЦ нужно было сразу вкладывать основную часть денег, то вложения в автономные котельные могли быть растянуты во времени по мере ввода объектов жилья. При центральном отоплении 35 % тепла терялось бы при транспортировке. В итоге отпускная стоимость тепла оказывалась на 30 % выше, чем в случае автономных источников. Кроме того вариант автономного теплоснабжения позволял:

–      довести срок службы сетей до 50 лет (за счёт снижения рабочей температуры воды со 150 ˚С, используемых в системах ТЭЦ, до 110-115 ˚С, что снижает коррозию труб);

–      ликвидировать магистральные сети, которые изымают значительную часть городской территории.

После сравнения двух рассмотренных вариантов для теплоснабжения района был выбран вариант автономного теплоснабжения [116].

Специалистами также выведен интегральный показатель оценки эффективности систем теплоснабжения по множеству различных факторов [116]. Для разных систем этот показатель имеет следующее значение:

h= 0,9 - 0,95 – поквартирное отопление газовыми теплогенераторами;
     0,85 - 0,9 – встроенные, пристроенные, крышные системы;
     0,8 - 0,82 – отдельностоящие источники;
     0,65 - 0,67 – квартальные источники;
     0,55 - 0,57 – районные системы.
 
Таким образом по сумме всех показателей предпочтительны автономные системы теплоснабжения.
 
Изучается проблема использования в городах децентрализованных систем водоснабжения вместо распространённых систем централизованного типа. К недостаткам последних относят [61]:

–      потерю 30 % воды при очистке-транспортировке;

–      невозможность получения высокой степени очистки в централизованной сети, так как сами трубы и распределительные устройства являются источниками загрязнений;

–      расходы на содержание сети составляют 80-90 % от стоимости воды. Даже при большой экономии воды, её цена мало уменьшится;

–      расходуется большая  энергия на прокачку воды.
 
В пользу децентрализованных систем водоснабжения и водоочистки высказывают следующие соображения [61]:

–      местный водозабор и местная очистка стоков нормализует водный баланс территории. Вода циркулирует в границах места проживания – поступает с участка (сбор дождевой воды, например) и сюда же возвращается;

–      эксплуатация местного водозабора и водоочистки более дёшевы.

Но к качеству очистки сточных вод в этом случае предъявляются повышенные санитарно-экологические требования.

В отдельных случаях считается, что стоимость местных очистных сооружений эквивалентна подключению объекта потребителя к централизованным очистным сооружениям [40].
В целом же, можно отметить, что автономные водозабор и водоочистка пригодны для коттеджных посёлков и районов блокированной застройки. В условиях городской застройки может быть эффективным сбор дождевой воды и рециклинг “серой” воды по замкнутому циклу.