Май 2015. Обсуждая изменения в российской энергетике, имеет смысл рассмотреть происходящее во внешней среде. Глобальные сдвиги, происходящие на наших глазах, столь явственны, что это дает ряду исследователей возможность говорить о смене технологического уклада, вспоминая о теории длинных волн Н.Кондратьева и применяя ее в технологиях для городов.
Города усиливают свое значение как средоточие производительных сил, центры создания добавленной стоимости, аккумуляторы ресурсов (финансовых, административных, творческих и инновационных). Они остаются магнитом и для людей, втягивая в себя наиболее активных и креативных. Здесь сосредоточены наиболее сложные комплексы многослойной инженерной инфраструктуры, облегчающей жизнь человека, но предъявляющей все более высокие требования к эксплуатации и взаимной оптимизации систем.
Это не только энергетика и поставки ресурсов, это жизнеобеспечение в широком смысле – транспорт, коммуникации, в целом жилищный и социальный сектор. «Мировые города» в последние годы бурно развиваются, причем в качественно новых направлениях. Главное – они поворачиваются к комфорту жителя и небывалому ранее балансу со средой, устойчивости, при этом становясь центрами новой индустриализации.
При этом ключевой проблемой устойчивого характера развития городов, тем более в наших климатических условиях, являются энергетические системы жизнеобеспечения. Именно они обеспечивают безаварийное функционирование сложнейшего городского организма днем и ночью, в будни и выходные, не замирая ни на минуту.
Хотя города занимают порядка 1% территории планеты, но при этом в них проживает более половины всего населения, потребляется 75-80% энергии, города являются источником как минимум трех четвертей общемировых выбросов в атмосферу.
В странах-технологических и экономических лидерах в городском хозяйстве (в наших терминах – в секторе ЖКХ) происходят изменения, которые многие эксперты считают поистине революционными, предполагая, что они существенно повлияют на мировую геополитику, энергетику, экологию, перераспределят товарные рынки и центры влияния.
ЖКХ фактически становится наиболее конкурентным рынком мира на несколько ближайших десятилетий.
Прежде чем проектировать модернизацию теплохозяйства, энергохозяйства и в целом систем жизнеобеспечения российских городов, необходимо разобраться с этими изменениями – каковы перспективы, к чему они приведут, насколько и как коснутся нас.
Выявляем тренды
Первая из тенденций – снижение потребности в углеводородном топливе, тепловой и электрической энергии в несколько раз от существующих уровней потребления.
Еще одна – системное снижение стоимости тепловой и электрической энергии за счет замещения традиционных видов топлива местными источниками, в том числе возобновляемыми. Предпосылками этого стали и экологическая озабоченность (глобальное изменение климата, вызванное традиционной антропогенной деятельностью по сжиганию углеводородов), и потребность достижения независимости от внешних поставок топливно-энергетических ресурсов.
Одна из характерных черт этой новой энергетической парадигмы – ориентация на интересы потребителя, а не производителя энергии. Это можно отметить как принципиальное отличие от российской ситуации, где логика развития энергосистем диктуется генерацией, дальше сетями, но в целом – так называемым «Большим энергетическим лобби», соперничать с которым сложно даже крупнейшим промышленным потребителям, например, металлургическим холдингам, и даже целым отраслям.
Еще одна отличительная особенность – «развитие» теперь, в новых условиях, означает не повышение, а понижение энергопотребления.
Необходимо сказать о тенденции регионализации и даже локализации систем энергоснабжения, росте местных видов топлива в топливно-энергетических балансах. Это рассматривается как мера обеспечения энергетической безопасности городов и поселений в условиях растущей нестабильности конъюнктуры внешних рынков энергоносителей и роста цен на углеводороды.
Количество переходит в качество
Наглядно демонстрируют степень взросления этих процессов, например, широко известная Стратегия «20-20-20» (к 2020 году снизить энергопотребление и выбросы парниковых газов на 20%, а долю возобновляемых источников энергии довести до 20%), а также европейская Директива EPBD – директива об энергетической эффективности зданий. Согласно этому документу, к 2020 году все страны Евросоюза должны были провести энергетическую модернизацию существующих зданий до стандарта энергопассивного дома. Вновь строящиеся здания к этому сроку будут соответствовать стандарту "зеро", т.е. практически не потреблять энергию извне в годовом балансе. Однако эти целевые показатели были еще ужесточены в последние годы.
Германия является европейским пионером в процессах повышения энергоэффективности зданий, и, глядя на диаграмму с количественным снижением потребности германских зданий в энергии, необходимо, очевидно, осознавать качество происходящих изменений.
За несколько десятков лет норма энергопотребления зданий в Германии снизилась от уровня 265 кВт-ч на кв. м в год до 15 кВт-ч на кв.м в год, то есть почти в 20 раз. Причем в каждой стране существуют возможности сделать эти мероприятия экономически целесообразными, то есть окупаемыми для инвестора в пределах жизненного цикла здания.
Одновременно с резким снижением энергопотребления зданий развивается возобновляемая энергетика. Надо понимать, что для лидера в этом движении – Европейского Союза – в большинстве случаев климатические условия существенно иные, нежели в большинстве регионов России. Однако описываемые тренды – общемировые, их можно наблюдать и в Норвегии, Дании, Швеции, Канаде.
Прогнозы показывают, что к 2030 году значительная доля энергопотребления в ЕС будет автономной, а централизованные энергосистемы останутся либо для резервирования и покрытия пиковых нагрузок, либо там, где это экономически целесообразно (так, в североевропейских странах около трех четвертей в балансе занимают комбинированные источники, теплофикация, и очень развита тригенерация – совместная выработка электроэнергии, тепла и холода).
Еще одна важная особенность – синхронизация процессов трансформации в генерации и потреблении. Мы являемся свидетелями серьезной реструктуризации топливно-энергетических балансов городов, что отражает происходящие перемены в инженерных сетях, качестве зданий, технологиях генерации, моделях взаимодействия.
Причем изменения происходят настолько динамично, что характер и качество систем изменяются уже через несколько лет, что требует и переосмысления энергетических стратегий.