1.2. Рост городов и развитие систем энергоснабжения

Повышение материального благосостояния и культурно-бытовых условия жизни населения в значительной мере зависит от функционирования и развития городских систем энергоснабжения. Под системой энергоснабжения города понимают совокупность инженерных сооружений, энергетических установок и коммуникаций, обеспечивающих генерирование, преобразование, распределение и использование топлива и энергии потребителями, размещенными на территории города. В состав этой системы жизнеобеспечения входят подсистемы топливоснабжения, теплоснабжения и электроснабжения городов.

Выполняя функции энергообеспечения, данная система, с одной стороны, является частью энергетического хозяйства страны, а с другой - особым видом инженерного обеспечения городов. Поэтому развития систем энергоснабжения городов зависит как от факторов, действующих внутри топливно-энергетического комплекса страны, так и факторов, определяющих развитие городов.

Согласно действующим нормам проектирования, все вновь сооружаемые и реконструируемые здания независимо от класса и назначения должны быть оборудованы всеми видами благоустройства. В частности, они должны быть электрифицированы и газифицированы, иметь внутренний хозяйственно-питьевой водопровод и канализацию, системы отопления, вентиляции и кондиционирования, горячего водоснабжения, лифты, мусоропроводы, средства связи, радио и телевидения. Для этого необходимо создать специльную инженерую инфраструктуру, способную обеспечить всеми видами топлива и энергии здания, городской транспорт, системы уличного освещения, водопровода и канализации, теплоснабжения и другие коммунально-бытовые нужды города.

В настоящее время из общего количества потребляемых в стране энергоресурсов около 20% расходуется на жилищно-коммунальные и бытовые нужды населения. с учетом внутригородского транспорта, межгородских пассажирских перевозок и рекреационной деятельности населения эта доля увеличивается до 35%. Следует отметить, что уровень энергетического обеспечения оказывает существенное влияние на затраты труда по самообслуживанию населения. По оценкам академика Л.А.Мелентьева, совершенная система энергообеспечения может дать значительную, сопоставимую с производственной деятельностью, экономию времени. С помощью энергетики создаются условия для сокращения трудовых затрат, увеличения свободного времени, более полного удовлетворения культурных и бытовых потребностей населения. В табл. 1.1 приведены затраты времени населения на самообслуживание.

Из приведенных данных следует, что основными способами высвобождения времени, затрачиваемого на самообслуживание, является централизация теплоснабжения и механизация основных трудоемких бытовых процессов на основе электрификации и газификации, а также за счет развития системы городского транспорта. Поэтому энергетика жилищно-коммунального хозяйства развивается по трем главным направлениям: электрификации, газификации и централизованного теплоснабжения.

Таблица 1.1

Затраты времени населения на самообслуживание

Наименование процесса	Система энергообеспечения
	несовершенная	чел-час	%	совершенная	чел-час	%
Отопление	отопительные печи	100	5,4	централизованное теплоснабжение	-	-
Приготовление пищи	огневые печи, керосинки и т.п.	300	16,2	газовые и электрические плиты	200	16,5
Стирка	ручная	75	4,0	стиральные машины, горячая вода	25	2,0
Уборка помещений, мытье посуды и т.п.	ручная	175	9,3	пылесосы, посудомойки, горячая вода	75	6,0
Передвижения	транспорт отсутствует	500	26,3	общественный транспорт	200	16,5
Итого:		1150	61,5		500	41,0
Производственная деятельность		720	38,5		720	59
Всего:		1900	100		1200	100

Высокий уровень обеспечения городов топливом и энергией требует значительных единовременных затрат на создание и развитие энергетических систем. По оценкам специалистов эти затраты могут составить 25-30% общих затрат, необходимых для нового строительства. В общих ежегодных расходах энергетические затраты могут достигать 40-60%. Таким образом, система энергообеспечения занимает очень важное место в экономике жилищно-коммунального хозяйства города. Это требует не только рационального построения, но и эффективной эксплуатации систем энергообеспечения городов.

Для формирования рациональной системы энергоснабжения определяющее значение имеет характер городских потребителей топлива и энергии. В общегородском энергопотреблении целесообразно выделить три группы потребителей: 1) промышленность; 2) жилые и общественные здания; 3) коммунальные потребители общегородского назначения.

Процессы энергопотребления в жилищно-коммунальном хозяйстве городов в зависимости от целевого назначения классифицируются следующим образом: 1) освещение (квартир, общественных зданий, улиц, реклам и др.); 2) культурно-бытовые нужды (кино, театры, стадионы, связь, радио и телевидение); 3) силовые процессы, например, двигатели внутреннего сгорания на транспорте, электропривод бытовой техники, лифтов, вентиляторов, насосов и других установок и электропривод технологического оборудования предприятий бытового обслуживания; 4) термические процессы, потребляющие тепловую энергию различного потенциала: а) высокотемпературные, связанные с нагревом (термообработкой) и, в частности, приготовлением пищи в жилых домах и на предприятиях общественного питания; б) среднетемпературные, связанные, например, с применением пара в прачечных, химчистках и фабриках-кухнях; в) низкотемпературные, включая отопление, вентиляцию и кондиционирование, а также горячего водоснабжения жилых и общественных зданий; г) криогенные, например разделения и сжижения газов, охлаждения, замораживания и другие.

В таблице 1.2 приведена примерная структура энергетического баланса жилищно-коммунального хозяйства города.

Таблица 1.2

Энергетический баланс жилищно-коммунального хозяйства города

Наименование процесса	Структура потребления энергии, %
	по энергоносителям				по процессам
	э/э*	т/э	т	Всего	э/э	т/э	т	Всего
Освещения	100	-	-	100	34	-	-	3
Силовые	100	-	-	100	50	-	-	5
Высокотемпературные	6	-	94	100	10	-	21	17
Средне- и низкотемпературные	1	62	37	100	6	100	79	75
Итого	10	46	44	100	100	100	100	100
* - э/э - электроэнергия, т/э - теплота, т - топливо.

Из приведенных данных видно, что в энергобалансе жилищно-коммунального хозяйства ведущее место занимают низкотемпературные процессы - отопления, вентиляции и горячего водоснабжения - 75%, высокотемпературные процессы - 17%, силовые - 5% и освещения - 3% от общего потребления энергоресурсов. Электроэнергия расходуется в основном на силовые процессы - 50% и освещение - 34%. Теплота в виде пара и горячей воды идет на средне- и низкотемпературные процессы. Топливо расходуется на производство теплоты - 79% и осуществление высокотемпературных процессов - 21%. Для освещения и силовых процессов используется исключительно электроэнергия.

Высокотемпературные процессы осуществляются с использованием топлива - 94% и электроэнергии - 6%. Для удовлетворения потребностей города в энергии используются: 1) топлива (уголь, газ, мазут и др.) для отопления, приготовления пищи и производства теплоты; 2) электроэнергия для освещения, культурно-бытовых, силовых и термических процессов; 3) теплота для теплоснабжения жилых и общественных зданий.