Параграф 1 Главы 8 Об утверждении Правил разработки и утверждения схем развития теплоснабжения

Пункт 64. Целью углубленного анализа является уточнение возможности использования источников и технологий возобновляемых источников энергии, альтернативных источников, включенных в перечень технологий и (или) мероприятий для углубленного анализа, в части:

• 1) использования существующих площадок и (или) свободных земельных участков в непосредственной близости от систем теплоснабжения;
• 2) режимов теплоснабжения при разных погодных условиях;
• 3) возможности улучшения режимов выдачи тепла с помощью других технологий, таких как тепловые насосы или накопителей тепла.

Пункт 65. Углубленный анализ проводится по следующим направлениям:

• 1) геотермальная энергия;
• 2) побочное отработанное тепло от промышленных процессов и деятельности жилищно-коммунального хозяйства;
• 3) побочное отработанное тепло электростанций и теплоэлектроцентралей;
• 4) биомасса;
• 5) солнечная энергия для прямого производства тепла;
• 6) тепловые насосы, использующие энергию окружающей среды (воздух, вода, грунт, сточные воды);
• 7) электрической энергии из возобновляемых источников энергии с прямым использованием для производства тепла.

Пункт 66. В рамках углубленного анализа определение геотермального потенциала проводится в случае, если уже выявлены и исследованы участки на предмет геологических условий (на основании информации государственных органов в пределах их компетенции, установленной в соответствии с законодательством Республики Казахстан).

Пункт 67. В случае, если проведены первоначальные исследования, расширенное изучение потенциала глубинной геотермальной энергии проводится в рамках разработки схемы и включает:

• 1) сбор и анализ существующей информации о подземных исследованиях;
• 2) отображение расположения площадок с геотермальным потенциалом на карте;
• 3) определение относительного расположения и расстояния площадок с геотермальным потенциалом до тепловой сети;
• 4) определение возможных используемых технологий и соответствующей глубины скважин;
• 5) анализ вопросов получения разрешений;
• 6) определение оптимального местоположения реализуемых площадок с геотермальным потенциалом;
• 7) определение номинальной мощности, профиль годовой готовности, достижимого объема производства и температуры тепла от реализуемых площадок с геотермальным потенциалом с учетом текущих и будущих рабочих параметров сети.

Пункт 68. Определение потенциала использования геотермальной энергии зависит от используемых технологий, например:

• 1) при использовании вертикальных или наклонных скважин с U-образными полиэтиленовыми трубами, по которым циркулирует теплоноситель, после отбора тепла жидкость возвращается в грунт с помощью теплового насоса и пополняется теплом из земли. Мощность извлечения может достигать от 30 до 100 ватт/метр, на один зонд, с расстоянием между зондами от 6 до 8,5 метров. Летом скорость отбора тепла должна быть снижена, чтобы дать почве возможность восстановиться. При избытке тепла летом геотермальные зондирующие поля могут регенерироваться за счет избыточного тепла и использоваться в качестве сезонного хранилища;
• 2) при использовании геотермальных коллекторов строятся горизонтальные трубы, проложенные в траншеях глубиной до 10 метров, которые улавливают тепло из верхних слоев земли. Для таких систем требуется большая поверхность, обычно в 1,5-2,5 раза превышающая обогреваемую площадь;
• 3) при использовании природной термальной воды в качестве теплоносителя, технология базируется на дублетной системе, состоящей из одной или нескольких добывающих скважин (буровых). Такое тепло можно использовать непосредственно для целей централизованного теплоснабжения, или, при необходимости, повысить температуру до более высокой с помощью тепловых насосов. Минимальное расстояние между добывающими и нагнетательными скважинами учитывается для оптимизации расположения систем дублетов, что оказывает непосредственное влияние на моделирование геотермального потенциала и пространственного использования ресурсов.

Пункт 69. В рамках углубленного анализа побочного отработанного тепла от промышленных процессов и деятельности жилищно-коммунального хозяйства изучаются:

• 1) производство (например, нефтеперерабатывающие заводы, металлообработка, химическая промышленность);
• 2) услуги (например, центры обработки данных, прачечные, холодильные камеры, водохозяйственные организации);
• 3) утилизация отходов (например, термическая обработка отходов, замыкание внутренних циклов материалов);
• 4) преобразование энергии (например, конденсационные электростанции, тепло выхлопных газов от процессов сгорания, электролиз водорода).

Пункт 70. Для углубленного анализа проводится идентификация потенциальных источников побочного отработанного тепла от промышленных процессов и деятельности жилищно-коммунального хозяйства:

• 1) просмотр общедоступных реестров;
• 2) обследования компаний и анализ местоположения в коммерческих и промышленных зонах;
• 3) использование данных из концепций защиты климата или планов теплоснабжения (при наличии).

Пункт 71. В рамках углубленного анализа побочного отработанного тепла от промышленных процессов и деятельности жилищно-коммунального хозяйства требуется изучение отраслей с непрерывными и (или) энергозатратными процессами, такими как:

• 1) металлообработка и литейное производство;
• 2) пищевая промышленность;
• 3) химическая и пластмассовая промышленность;
• 4) центры обработки данных и процессы охлаждения.

Пункт 72. Рассматриваются технические характеристики побочного отработанного тепла от промышленных процессов и деятельности жилищно-коммунального хозяйства, проводится качественная и количественная оценка:

• 1) уровня температуры: высокая температура >140°C, средняя температура 70-140 °C, низкая температура <70 °C - решающее значение для удобства использования в отопительной сети;
• 2) потока отходящего тепла (тепловой): непрерывный или прерывистый (более подходящими являются более постоянные и планирующие);
• 3) уровня мощности: тепловая мощность в киловатт или мегаватт (например, 500 киловатт непрерывно);
• 4) доступности и времени работы: сезонные, будни, 24 часа 7 (семь) дней в неделю и прочее время работы;
• 5) теплонесущей среды: воздух, вода, выхлопные газы - актуально при выборе технологии теплообменника.

Пункт 73. Проводится анализ возможностей технического использования и интеграции в тепловую сеть побочного отработанного тепла от промышленных процессов и деятельности жилищно-коммунального хозяйства, учитывая, что не все отработанное тепло можно использовать напрямую.

Пункт 74. Техническое использование включает в себя:

• 1) теплообменник для развязки потока отходящего тепла от тепловой сети;
• 2) тепловые насосы для повышения уровня температуры до стандарта сети (например, от 50 °C до 70 - 90 °C);
• 3) буферный накопитель в случае, если доступность не является постоянной.

Пункт 75. При технической интеграции в существующую или планируемую тепловую сеть учитываются:

• 1) трассы трубопроводов: длина, уклон, диаметр;
• 2) гидравлика: интеграция через передаточную станцию;
• 3) профиль потребления: сравнение с потребностью в тепле в сети для покрытия нагрузки.

Пункт 76. В рамках углубленного анализа побочного отработанного тепла от промышленных процессов и деятельности жилищно-коммунального хозяйства проводится оценка потенциала тепла. При прерывистых источниках расчет производится на основе данных измерений или временных профилей. Оценка годовой полезной теплоотдачи для источников непрерывного действия осуществляется по следующей формуле:

Пункт 77. В ходе анализа побочного тепла электростанций, не подключенных к системам централизованного теплоснабжения населенного пункта рассматривается возможность подачи тепла от главной распределительной электростанции, расположенных на расстоянии до 50 километров, в сочетании со строительством резервной газовой котельной, обеспечивающей теплоснабжением при возникновении аварийного режима.

• 1) прокладка тепловых сетей соответствующего диаметра и протяженности;
• 2) нормативные теплопотери по трассе;
• 3) модернизация системы выдачи мощности на главной распределительной электростанции - например, установка насосных агрегатов;
• 4) потребление электроэнергии на прокачку теплоносителя от главной распределительной электростанции до объекта потребления тепла;
• 5) создание резервной тепловой мощности и обеспечение пиковых нагрузок путем резервно-пиковой котельной соответствующей мощности.

Пункт 78. В рамках углубленного анализа осуществляется изучение биомассы, включая сельскохозяйственные остатки, побочные продукты лесного хозяйства и органические отходы.

• 1) выявляются природоохранные зоны, которые ограничивают доступные объемы сельскохозяйственной и лесной биомассы;
• 2) рассматриваются каким образом тепловая утилизация конкурирует с другой утилизацией материалов - существующей или планируемой;
• 3) рассматриваются элементы логистики поставки материалов для тепловой утилизации.

Пункт 79. В рамках углубленного анализа требуется изучение солнечной энергии для прямого производства тепла.

• 1) охраняемые территории;
• 2) поверхностные водные объекты, их водоохранные зоны и полосы, зоны затопления;
• 3) населенные и промышленные районы;
• 4) крутые склоны (>5%) и северная сторона;
• 5) уплотненные или уже интенсивно используемые участки;
• 6) участки с болотными или торфяными почвами.

Пункт 80. Для технической оценки объекта рассматривается солнечное облучение. Ключевым фактором является доступная глобальная радиация на горизонтальной поверхности, усредненная за несколько лет. Экономически целесообразными считаются значения примерно от 1000 киловатт-час/метр² в год. Источниками являются данные со спутников, измерительных станций или карты радиационной обстановки для конкретного региона.

Пункт 81. При углубленном анализе солнечной энергии для прямого производства тепла учитываются топографические особенности (рельеф, наклон и ориентация), которые оказывают непосредственное влияние на производительность. Предпочтение отдается плоским или слегка наклоненным к югу поверхностям (наклон <5 %), чтобы обеспечить равномерное и малопотерянное поглощение коллекторами.

Пункт 82. После технической оценки участка проводится моделирование ожидаемого выхода тепла для получения достоверной оценки количества тепла, с возможностью использования в год, для оценки энергетической и экономической целесообразности участка. Моделирование ожидаемого выхода тепла основано на исходных данных, связанных с участком и системой, к которым относятся:

• 1) солнечное облучение (глобальное и прямое) на горизонтальных и наклонных поверхностях;
• 2) тип и ориентация коллектора (плоский коллектор, вакуумная трубка, ориентация на юг или восток-запад);
• 3) размер системы и расстояние между модулями, чтобы избежать затенения;
• 4) профиль потребителей тепла, особенно для прямой подачи в сеть;
• 5) температура подачи и обратки, а также уровень температуры в тепловой сети;
• 6) доля солнечного тепла в общем спросе на тепловую энергию;
• 7) покрытие нагрузки в течение дня и года для оценки потребностей в хранении и буферизации сети;
• 8) потери тепла из-за простоев, потери в трубопроводах, потери в коллекторах и системах управления.

Пункт 83. При углубленном анализе солнечной энергии для прямого производства тепла для расчетов используются стандартные модели моделирования или модели производителей коллекторов, предназначенные для конкретного объекта, которые учитывают динамические потери, теплоаккумуляторы, гидравлическую интеграцию и, при необходимости, интеграцию котлов с пиковой нагрузкой. Результатом моделирования является годовая выработка тепла на участке и в системе в киловатт час в год или мегаватт час в год. В рамках анализа учитывается удельная производительность (киловатт час/квадратный метр*площадь коллектора) и распределение производительности по месяцам. Этот прогноз служит основой для первоначальной экономической оценки и определения размеров накопителей и компонентов сети.

• 1) расстояние до пересадочной станции или до основной сети;
• 2) рельеф местности и техническая осуществимость маршрута трубопровода;
• 3) возможность подключения к существующей сети с достаточной мощностью;
• 4) приоритетное регулирование солнечного тепла по сравнению с ископаемыми источниками;
• 5) ограничение количества в случае перепроизводства;
• 6) удаленный мониторинг и регистрация данных.

Пункт 84. В ходе углубленного анализа солнечной энергии для прямого производства тепла рассматриваются возможные концепции интеграции:

• 1) прямая подача;
• 2) буферное и сезонное хранение;
• 3) гидравлическая сепарация через пластинчатый теплообменник при различных уровнях давления.

Пункт 85. Финальная экономическая оценка при углубленном анализе солнечной энергии для прямого производства тепла необходима для оценки потенциального вклада наземной солнечной тепловой системы с финансовой точки зрения. В рамках оценки осуществляется предварительный расчет выровненной стоимости тепла (LCOЕ), при котором инвестиционные и эксплуатационные расходы определяются в зависимости от количества произведенного тепла.

Пункт 86. В ходе углубленного анализа подлежат изучению тепловые насосы, использующие энергию окружающей среды (воздух, вода, грунт, сточные воды).

• 1) потенциалом тепла источников сточных вод (сезонность, динамика температуры и объема и прочих показателей);
• 2) характеристиками потребителей тепла (удаленность, график потребления, температура и прочих характеристик).

Пункт 87. При углубленном анализе тепловых насосов учитываются основные способы использования тепла сточных вод:

• 1) в канализационных колодцах или коллекторах отдельных зданий (групп зданий);
• 2) в канализационных коллекторах перед очистными сооружениями;
• 3) на очистных сооружениях (до или после очистки).

Пункт 88. Углубленный анализ тепловых насосов начинается со сбора данных потенциальных источников сточных вод (очистные сооружения, бассейны, прачечные, больницы и прочие данные):

• 1) годовая почасовая температура сточных вод (градусов С);
• 2) годовой почасовый расход сточных вод (литр/секунд или кубический метр/секунд);
• 3) удельная теплоемкость сточных вод (килоджоул/ (килограмм*градусов С);
• 4) максимально используемый расход (литр/секунд или кубический метр/секунд);
• 5) температура охлаждения (градусов С);
• 6) размеры канализационных систем (для коллекторов - диаметр (милиметр) и длина (метр);
• 7) диапазон температур доступных для использования сточных вод (градусов С).

Пункт 89. При отсутствии почасовых данных, они аппроксимируются на основании месячных данных и прочей доступной информации (характерный суточный график, график работы и иные сведения).

• 1) диаметр> 400 милиметр (для канализационных коллекторов);
• 2) минимальный почасовой расход >10 литр/секунд;
• 3) диапазон температур сточных вод <5 градусов С.

Пункт 90. При несоблюдении критериев, использование тепла сточных вод является нецелесообразным. В противном случае для каждого источника оцениваются:

• 1) почасовая тепловая мощность и тепловая энергия, доступные для работы теплового насоса;
• 2) мощность (мегаватт) и почасовой отпуск тепловой энергии (мегаватт час) теплового насоса.

Пункт 91. В случае предполагаемой интеграции теплового насоса в сеть централизованного теплоснабжения, основные параметры теплового насоса выбираются с учетом выбранного способа интеграции (в прямой или обратный поток) и температуры потока.

• 1) основные параметры теплового насоса и вспомогательного оборудования;
• 2) почасовый расход электроэнергии (мегаватт час);
• 3) характеристики присоединения к сети электроснабжения (в случае необходимости).

Пункт 92. В целях углубленного анализа электрической энергии из возобновляемых источников энергии с прямым использованием для производства тепла используются стандартные подходы эскизных проектов и технико-экономического обоснования для проектов по производству электрической энергии из солнца или ветра. Анализ производится по ранее выявленным площадкам, пригодным для непосредственного питания электрической энергией установок теплосистемы.