Эффективные системы централизованного теплоснабжения и охлаждения в ЕС: теплоснабжение городского района Хафенсити (Гамбург, Германия)

Хафенсити — это новый современный городской квартал в центральной части Гамбурга, строительство которого ведется на территории бывшего действующего порта. В рамках градостроительной политики Гамбурга власти города разработали специальную энергетическую концепцию для этого нового района и решили построить низкоуглеродную систему централизованного теплоснабжения. Система заработала в 2014 году в качестве бюджетного малоуглеродного решения в области отопления с низким уровнем выбросов CO2 — менее 89 г/кВт-ч. Строительство ведется поэтапно, завершение запланировано на 2028 год. На заключительном этапе тепло будет подаваться через ТЭЦ, работающую на биометане и природном газе, котельные, использующие древесную щепу в качестве биотоплива, и тепловой насос.

Эффективная и надлежащая работа такой системы теплоснабжения обеспечивается за счет следующих основных факторов:

• Рамочная национальная стратегия, которая предусматривает меры поддержки ТЭЦ и возобновляемых источников энергии (ВИЭ).
• Активная поддержка со стороны администрации города Гамбурга.
• Глубокая интеграция системы централизованного теплоснабжения в градостроительные решения.
• Амбициозные экологические стандарты, предусмотренные тендером, с точки зрения максимальных выбросов CO₂ при теплоснабжении.
• Обязательство по подключению новых зданий к общей сети теплоснабжения.
• Плодотворное сотрудничество между городом и частным оператором.
  
  

Национальная специфика

Драйверы развития районных теплоэлектроцентралей

Система городских инженерно-технических коммуникаций и сетей в Германии является уникальной по своей сути. Концепция, получившая название «Stadtwerke» (городские коммунальные службы или жилищно-коммунальные комплексы), была создана еще в 19 веке. В то время в Германии для удовлетворения потребностей граждан в доступной энергии, воде, системах очистки сточных вод и общественном транспорте власти городов и прочих населенных пунктов активно создавали комплексную инженерную инфраструктуру. При этом обслуживание всех инженерно-технических коммуникаций велось с привязкой к соответствующему району.

В 1998 году в Германии произошла либерализация энергетического рынка, что привело к реорганизации и децентрализации существующих предприятий, занятых в сфере производства, транспортировки и распределении энергии. Эта стало переломным моментом для потребителей. Теперь они получили возможность самостоятельно выбирать своего поставщика энергии, чтобы больше не зависеть от местных коммунальных служб. Помимо этого, местным коммунальным службам было разрешено оказывать услуги не только в своем регионе, но и в любой другой точке Германии. Кроме того, в 1990-е годы ряд местных коммунальных предприятий в Германии были частично приватизированы (в рамках разных схем государственно-частного партнерства) на фоне финансовых проблем, с которыми столкнулись многие города и регионы. Одновременно с этим, в последние годы наблюдался и обратный процесс, когда некоторые из приватизированных местных предприятий коммунального хозяйства, работавших на концессионной основе, снова переходили в собственность муниципалитетов, как только заканчивался срок действия концессионных договоров.

В настоящее время в Германии насчитывается около 1 400 жилищно-коммунальных комплексов (Stadtwerke), имеющих разную организационную структуру. В то время, как одни жилищно-коммунальные комплексы частично находятся в собственности крупных частных энергетических компаний (RWE, E. ON...), другие по-прежнему на 100% принадлежат городу, иногда совместно с другими государственными учреждениями.

Развитие районных теплоцентралей в Германии находилось под влиянием происходящих в стране исторических событий и действий местных коммунальных служб. После Второй мировой войны технологии районного теплоснабжения в Западной и Восточной Германии развивались разными путями.

Доступность ископаемых видов топлива — нефти и природного газа — стала драйвером этого развития в 50-х годах ХХ века. В новых жилых районах вводились в эксплуатацию системы районного теплоснабжения, а их строительство лоббировали нефтяные компании (Shell, BP, Fina и т. д.), которые хотели заработать на продаже тяжелого топлива. И всё же, несмотря на это, централизованное теплоснабжение (ЦТ) не получило широкого распространения в Западной Германии, что было связано с его низкой конкурентоспособностью по сравнению с индивидуальными системами отопления и быстрым расширением газораспределительных сетей.

В Восточной Германии же, напротив, централизованное теплоснабжение набирало все большую популярность. Ввиду больших запасов угля в ГДР строить ЦТ для отопления домов было выгодно, а системы отопления коллективного пользования, являвшиеся частью комплексной жилищной программы государства, получили широкую поддержку со стороны правящей партии. Индивидуальное же теплоснабжение в ГДР развития не получило, поскольку такие решения были «политически неприемлемыми», и правительство страны выделяло огромные субсидии на поддержку строительства новых систем ЦТ.

В 2013 году, 10 % всего тепла в Германии вырабатывалось на системах ЦТ (см. рис. 1). В жилых домах эта доля была несколько выше, а именно 13,5 %.

В 2010 году в Германии был провозглашен энергетический поворот(Energiewende), который привел к появлению новых систем централизованного теплоснабжения. Правительство Германии поставило перед собой амбициозные энергетические и экологические цели, детально проиллюстрированные на рис. 2. Эта политика предусматривает пакет мер в поддержку расширения сети теплоэлектроцентралей в стране, что самым благоприятным образом сказывается на развитии централизованных тепловых сетей. И это подтверждается на практике: в последнее время в Германии строится все больше новых ТЭЦ, которые считаются устойчивой и эффективной технологией электро- и теплоснабжения. Чтобы интерес к строительству централизованных тепловых сетей не угасал, правительство выделяет гранты на строительство новых сетей.

Большие первоначальные инвестиции и риск недостаточного спроса из-за отсутствия общей «схемы зонирования ЦТ» считаются основными барьерами для развития новых проектов ЦТ в Германии.

Системы централизованного теплоснабжения требуют больших капиталовложений. Чтобы ЦТ были экономически выгодными, проекты ЦТ должны иметь высокую плотность энергии на 1 км в структуре спроса, что, например, имеет место в так называемых «компактных городах».

Потребители в Германии, в основном, свободны в выборе источника теплоснабжения, у них нет обязанности подключаться к определенному поставщику энергоресурсов. Именно поэтому, когда строится новая система ЦТ, коммунальное предприятие, ответственное за обслуживание, не имеет точных цифр теплопотребления и сознательно идет на риск недостаточного спроса в будущем, инвестируя свои средства в сеть теплоснабжения. Некоторые исключения были сделана для ряда городов — например, Гамбурга, где местные регламенты предусматривают обязанность жителей подключаться к системам ЦТ в определенных районах.

Инструменты политики и меры, стимулирующие развитие ЦТ

В Германии централизованное теплоснабжение не регулируется на общефедеральном уровне. Однако на ЦТ распространяется действие большого количества законов, регулирующих энергетический сектор, которые претерпели значительные изменения в последнее десятилетие. Некоторые из этих законов рассчитаны на развитие ЦТ за счет мер поддержки ТЭЦ, энергоэффективность или требования к RE в строительстве.

Одновременно с энергетическим поворотом в Германии был принят целый ряд различных нормативных документов в этой сфере, таких как «Закон об объединенной выработке тепловой и электрической энергии» (Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz), Закон о возобновляемых источниках энергии (EEG), Закон о теплоснабжении от возобновляемых источников энергии (EWärmeG), «Постановление об экономии энергии» (Energieeinsparverordnung) и др. Как новое законодательство повлияло на развитие ДГ, см. ниже.

Закон об объединенной выработке тепловой и электрической энергии нацелен на строительство новых ТЭЦ и расширение существующих систем централизованного теплоснабжения. Данный закон регулирует схему оплаты электроэнергии, вырабатываемой на ТЭЦ в режиме когенерации (т. е. когда на ТЭЦ также вырабатывается тепло для собственного или внешнего потребления). Закон обязывает операторов электросетей подключаться к ТЭЦ и в порядке очередности отдавать приоритет электроэнергии, произведенной на этих объектах, после солнечных фотоэлектрических и ветроэнергетических установок. Кроме того, закон регулирует надбавку к цене за электроэнергию для ТЭЦ на спотовом рынке и схему субсидирования муниципалитетов, устанавливающих новые системы ЦТ на сумму 60 евро за 1 м сети.

Закон о теплоснабжении от возобновляемых источников энергии предполагает увеличение доли возобновляемых источников энергии в теплоснабжении и способствует расширению ЦТ. Согласно этому закону теплоснабжение новых домов должно быть построено с использованием установленной доли ВИЭ. Для выполнения этих требований можно подключить здание к сети ЦТ, в которой тепло поступает от ТЭЦ или возобновляемых источников энергии.

«Постановление об экономии энергии» регламентирует требования в строительной сфере, преимущественно те, которые касаются теплоизоляции, инженерных систем или теплового баланса всего здания. Данное постановление оказывает косвенное влияние на централизованное теплоснабжение, поскольку ЦТ рассматривается как эффективная технология теплоснабжения и, следовательно, способ достижения показателей, характеризующих выполнение требований энергетической эффективности.

Наконец, немецкий государственный банк KfW45 поддерживает инвестиции в строительство ТЭЦ и систем ЦТ, работающих ВИЭ. Эти капиталовложения производятся в рамках специальных программ по ВИЭ банка KfW («Возобновляемые источники энергии уровня «премиум»» и «Возобновляемые источники энергии уровня «стандарт»»). Под реализацию этих программ организаторы проектов получают долгосрочное финансирование по низким процентным ставкам и инвестиционную субсидию, предоставляемую федеральным Министерством экономики и энергетики Германии (BMWi).

Презентация системы ЦТ в ХафенСити

Теплоснабжение нового городского квартала ХафенСити в Гамбурге является хорошим примером того, как современная и эффективная система централизованного теплоснабжения может быть интегрирована в более масштабный проект устойчивого городского развития.

Проект ХафенСити трансформирует старую портовую территорию в современный городской квартал, в котором будут расположены жилые здания, офисы и магазины (см. раздел III). Комплексный генеральный план застройки центральной части города был утвержден в 2003 году и разрабатывался с учетом жестких экологических стандартов, которые также влияют на теплоснабжение новых зданий.

Условия для строительства централизованного теплоснабжения оказались очень хорошими. Застройка является компактной, и город Гамбург взяли на себя обязательство по подключению к сети ЦТ всех жилых зданий, расположенных в новом районе ХафенСити. Исключения из этого правила город Гамбург делает лишь в отношение тех зданий, у которых выработка тепла окажется ниже установленного порога выбросов CO2 (т. е. 89 г/кВт-ч). Тем не менее, маловероятно, что в индивидуальных тепловых решениях этот порог будет достигнут при более низких затратах, чем в ЦТ, а значит ЦТ отдадут предпочтение почти все владельцы зданий.

В ХафенСити есть две централизованные тепловые сети, и в основу этого тематического исследования положена сеть ЦТ в Восточном Хафенсити, которая принадлежит и управляется компанией enercity Contracting Nord GmbH (eCG Nord). Западная часть ХафенСити запитывается от старой централизованной теплосети, находящейся под управлением компании Vattenfall.

Договор на строительство и эксплуатацию сети ЦТ в Восточном ХафенСити был заключен в рамках процедуры государственных закупок, организованной городом Гамбургом. Тендер подразумевал соблюдение очень высоких экологических стандартов, в частности уровень выбросов CO2, не превышающий 125 г/кВт-ч. Поскольку использование технологий ископаемого топлива не обеспечивали достижение целевых показателей по CO₂, участники тендера должны были предложить решения, основанные на ВИЭ.

По результатам тендера в 2009 году был объявлен победитель — компания eCG Nord, с которой и был заключен договор на теплоснабжение. eCG Nord предложила теплоцентраль с улучшенными экологическими характеристиками, а именно 89 г CO₂ /кВт-ч. Такой высокий показатель был достигнут за счет производственной комбинации, состоящей почти исключительно из возобновляемых источников энергии. После завершения строительства в 2028 году тепло в сеть будет подаваться от ТЭЦ, работающей на биометане и природном газе, тепловой установке на биомассе и теплового насоса. Эти технологии гарантируют низкие выбросы CO₂ и высокую суммарную эффективность.

Ключевые факты и цифры (2015 г.):

• Доля рынка ЦТ — прим. 100 % в ХафенСити
• Теплопроизводительность — 7 МВт (целевой показатель: 48 МВт)
• Тепловыделение — 6 ГВт-ч/год (целевой показатель: 70 ГВт-ч/год)
• км сети (двойная труба) — 1,5 км (целевой показатель: ~16 км)
• Выбросы CO₂ — 75 кг/МВт-ч (сертифицированный биогаз)

Основные характеристики системы ЦТ:

• Компактная система — 6 ГВт-ч/год ЦТ (с расширением до 70 ГВт-ч/год)
• Частная сеть — принадлежит и управляется частной компанией eCG Nord
• Гибкая выработка тепла (после завершения всех работ):
  ✔ ТЭЦ 1,6 МВтth / 1,5 МВтth, работающая на биогазе
  ✔ Котельная 12 МВт, работающая на биомассе (древесная щепа)
  ✔ Тепловой насос 3 МВт
  ✔ Газовые котлы с пиковой мощностью 28,4 МВт
  ✔ Масляные котлы с пиковой мощностью 3 МВт

На рис. 3 показана схема сети теплоснабжения, на которой красным цветом показаны участки существующей сети, а черным планируемые инженерно-технические сети в будущем. Подробная информация о мощности существующих и будущих систем представлена на рис. 4.

Городское развитие и расширения централизованного теплоснабжения

ХафенСити — это один из крупнейших девелоперских проектов в Европе, реализуемых в историческом центре города, в ходе которого планируется возвести многофункциональный городской квартал на месте бывшей промышленной зоны. ХафенСити расположен к северу от реки Эльбы, и ещё недавно этот район старого города использовался только для портовых нужд. После падения Берлинской стены объем морской торговли увеличился, и гавань оказалась непригодной для перевозки больших контейнеров. В начале 1990-х годов все портовые операции были перенесены в новый порт к югу от Эльбы, и старый порт прекратил свою работу. На протяжении более чем 10 лет эта территории площадью 157 га оставалась неиспользованной и была огорожена таможенным забором. В 1997 году была создана местная компания для разработки и управления девелоперским проектом ХафенСити (HafenCity Gmbh).

В 2003 году власти Гамбурга приняли решение превратить эту старую портовую территорию в привлекательный и современный городской квартал. В 2004 году город утвердил генеральный план строительства этого компактного энергоэффективного квартала, а впоследствии вместо одного были разработаны сразу два генеральных плана: для восточной и западной частей ХафенСити. Прежний план предполагал строительство 4 150 новых квартир, офисов с 24 200 рабочими местами и торговых зданий в период с 2009 по 2028 годы. Новый же план предусматривал создание сети централизованного теплоснабжения и подключение всех зданий к тепловой сети (за исключением обьектов, указанных в разделе II).

Строительство теплогенерирующих установок для сети ЦТ Восточного ХафенСити планировалось вести в 3 этапа, чтобы по мере роста района постепенно увеличивать тепловую мощность.

• В ноябре 2014 г. была введена в эксплуатацию первая станция, генерирующая тепловую и электрическую энергию — так называемая тепловая станция Оберхафен. На станции Оберхафен расположена ТЭЦ мощностью 1,5 МВтэ и 1,6 МВт-ч, работающая на биометане, а также теплоцентраль (котельная) мощностью 8 МВт-ч, работающая на жидком топливе и природном газе. Конечная цель состоит в том, чтобы к 2028 году увеличить мощность тепловой станции Оберхафен до 46 МВт-ч. К этому времени ожидаемая годовая выработка тепла составит 70 000 МВт-ч/год. Тепловая станция расположена в здании, которое ранее использовалось как склад и перевалочный пункт для порта. Здание ТЭЦ, как и прежде, имеет традиционный кирпичный фасад, идеально сочетающийся с «морской» архитектурой ХафенСити.
• Тепловая станция будет состоять из трех котельных на биомассе, работающих на экологически безопасной древесной щепе, и иметь суммарную мощность 12 МВт-_ч. Котельные заработают в 2018/2019, 2022 и 2024 годах.
• В 2024 году будет запущена в работу третья тепловая станция, под названием Баакенхафен. В ней будет установлен тепловой насос с теплопроизводительностью 3 МВт-ч.
  
  

Локальный рынок теплоснабжения

Рынок теплоснабжения Гамбурга

Гамбург — второй по величине город Германии с населением 1,8 миллиона человек. Он расположен на севере Германии, недалеко от Северного моря, в устье реки Эльбы.

Из-за холодного климата и большой численности населения потребность городу требуется каждый год огромное количество тепловой энергии, прим. 21,6 ТВт-ч/год. Поскольку рынок тепла с 2012 года не претерпел существенных изменений, приведенные ниже цифры за 2012-2013 годы являются репрезентативными и для ситуации в 2016 году. На рис. 5 показано, как эта тепловая нагрузка распределяется между потребителями. В 2012 году основная часть тепла использовалась домохозяйствами (45,3 %).

Для производства тепла, в основном, используются котлы, работающие на природном газе. На круговой диаграмме (рис. 6) показаны источники, используемые для выработки тепловой энергии в Гамбурге. В 2012 году доля ЦТ в структуре теплоснабжения составила 21,5%.

В 2013 году основная часть тепла, поставляемого в централизованные сети теплоснабжения, вырабатывалась на ТЭЦ (58,2 %), а возобновляемые источники энергии занимали лишь второе место в этой структуре потребления (их доля составляла 14,7 %). Большинство этих ТЭЦ работают на угле, что дает прекрасную возможность увеличить долю ВИЭ в системах ЦТ.

Наиболее значимые предприятия по производству тепловой энергии и централизованные сети теплоснабжения в Гамбурге представлены на рис. 7. Две большие теплоэлектроцентрали — Ведель и Тифштак — работают на каменном угле. Остальные ТЭЦ менее крупные и представляют собой комплексы по термической переработки отходов в энергию, т. е. мусоросжигательные заводы (по-немецки «MVA»).

На этой карте показан также новый инновационный проект строительства ТЭЦ, так называемый «энергетический бункер», расположенный в районе Вильгельмсбург. Грандиозный бункер времен Второй мировой войны был трансформирован немецкими инженерами в тепло- и электростанцию. Его инженерная инфраструктура представлена одной биометановой ТЭЦ, ТЭЦ, работающей на природном газе, двумя пиковыми котлами и солнечной тепловой электростанцией. Учитывая то, что доля ВИЭ в проекте составляет 67%, энергетический бункер является пилотным проектом по производству тепловой энергии из ВИЭ.

После референдума 2013 года власти города приняли решение о повторной муниципализации районных тепловых сетей. Большая часть сетей централизованного теплоснабжения в городе в настоящее время принадлежит шведской компании Ваттенфаль (Vattenfall). После проведения референдума власти города начали предпринимать необходимые действия для выкупа крупнейших сетей ЦТ и генерирующих мощностей Ваттенфаль. Были подписаны соответствующие контракты, и с января 2019 года районные тепловые сети снова переходят в собственность города Гамбурга.

Власти города решили, что владение централизованной теплосетью приведет к появлению новых возможностей в Гамбурге и ускорит переход на системы теплоснабжения из ВИЭ. Во время референдума власти города уже подчеркивали важность этой задачи в рамках действующей стратегии отопления. Данная стратегия нацелена на создание устойчивых и экономически эффективных систем теплоснабжения в городе, как подробно показано на рис. 8.

Потребность в тепле и теплоснабжение в ХафенСити

Сектор централизованного теплоснабжения в Гамбурге находится в выигрышном положении благодаря морскому климату города: умеренно холодному и сырому. Потребность города в тепле составляет прим. 3484 отопительных градусо-суток, что значительно превышает средний показатель по Европе (см. рис. 9.)

Недавно построенные здания в Хафенсити имеют высочайший уровень энергоэффективности благодаря инновационным изоляционным решениям. Компания HafenCity GmbH даже разработала свою собственную маркировку энергоэффективности — «HafenCity Ecolabel», подтверждающую уровень энергоэффективности новых зданий. Маркировка относится к более высокому классу качества по сравнению с другими строительными нормами Германии и часто включается в список требований в тендерах на строительство новых объектов в ХафенСити. Маркировка имеет 2 категории: «серебряная» и «золотая». Применительно к жилым зданиям это означает, что потребление первичной энергии в них на 30% или 45 % (соответственно) ниже значений, предусмотренных в соответствующих положениях Постановления по энергосбережению (EnEV 2009). В восточной части ХафенСити прим. на 70 % зданий был выдан сертификат энергоэффективности HafenCity Ecolabel. В действительности же потребление тепловой энергии в ХафенСити в 2028 году составит в среднем 28 кВт-ч/м²/год, что составляет 18% от текущего теплопотребления в Гамбурге из расчета на 1 м².

Динамика изменения потребности в тепле в Восточном ХафенСити проиллюстрирована на рис. 10. Она демонстрирует линейный рост вплоть до 2028 года, обусловленный ростом численности населения. После этого теплопотребление, вероятно, стабилизируется. Потребность в тепловой энергии покрывается за счет выработки теплоты на ТЭЦ, указанных в разделе II.

Ценовая конкурентоспособность систем ЦТ

В Германии централизованное теплоснабжение, при его доступности, считается в целом наиболее бюджетным решением для потребителя. При средней отпускной цене тепла 0,90 евро/кВт-ч тарифы централизованных тепловых сетей сопоставимы с другими технологиями отопления. Как видно из рис. 11, стоимость 1 кВт*ч тепла, генерируемого из других видов топлива (паллеты, газ, нефть), оказалась лишь ненамного ниже отпускных цен районных теплосетей в 2014 году. Тем не менее, цены на индивидуальные отопительные решения (ИОР), представленные на этом графике, не учитывают ни первоначальные инвестиции в ИОР, ни затраты на их эксплуатацию и техническое обслуживание в течение всего срока службы. При строительстве систем централизованного теплоснабжения эти расходы уже включены в стоимость.

Цены в ХафенСити являются конкурентоспособными по сравнению с индивидуальными отопительными решениями. Однако в этом случае ценовая конкурентоспособность ЦТ не оказывает решающего влияния на их рентабельность, поскольку проектом предусмотрено подключение всех зданий к сети ЦТ.

Бизнес-модель

Управление и стратегия

В 1997 году для управления проектом ХафенСити было создано Общество по развитию и застройки территории порта и района (по-немецки «GHS»). С 2004 года эта компания носит название «ХафенСити Гамбург ГмбХ» (HafenCity Hamburg GmbH). Компания на 100% принадлежит городу Гамбургу.

Совет директоров «ХафенСити ГмбХ» состоит в основном из сенаторов города Гамбурга (являющегося одновременно и городом, и федеральной землей), а значит находится под управлением Сената). Членами Совета директоров являются мэр Гамбурга, сенатор по вопросам городского развития, сенатор по делам энергетики и окружающей среды, сенатор по вопросам культуры и сенатор, курирующий финансы. Таким образом, в ХафенСити представлены все соответствующие сектора.

Собственником системы ЦТ в Восточном ХафенСити является eCG Nord, дочерняя компания enercity Contracting GmbH. При этом enercity Contracting GmbH также является дочерней компанией Группы enercity GmbH, которая была первоначально основана администрацией Ганновера (город с населением 500 000 человек в федеральной земле Нижняя Саксония, в 150 км от Гамбурга). После либерализации энергетического рынка холдинг enercity начал оказывать услуги в сфере энергетики на территории всей страны. Для осуществления деятельности на севере Германии руководители холдинга учредили компанию eCG Nord, которая в настоящее время эксплуатирует несколько систем ЦТ в этом регионе.

EcG Nord совместно с HafenCity Hamburg GmbH принимает меры по популяризации малотоксичных и высокоэффективных систем централизованного теплоснабжения.

Финансовая модель

Согласно тендерной документации, инвестиции в сеть ЦТ в ХафенСити и связанные с ней генерирующие мощности должны быть осуществлены в полном размере победителем тендера. Поэтому подать тендерное предложение могут только крупные корпорации, располагают достаточными финансовыми ресурсами.

Расходы на теплогенерацию в Хафенсити покрываются за счет продаж тепловой энергии. Средняя стоимость централизованного тепла составляет 75 евро/МВт-ч без учета налогов. А учитывая то, что НДС в Германии взимается по ставке 19%, цена с налогами составляет прим. евро 90/МВт. Этот тариф покрывает все расходы по теплогенерации (т. е. капитальные и эксплуатационные расходы).

Тарифная структура включает две составляющие, которые в целом вносят одинаковые коррективы в конечную стоимость тепловой энергии:

• Фиксированная часть (базовый тариф): покрывает фиксированную часть капитальных и эксплуатационных расходов (техническое обслуживание, администрирование и т. д.). Счет клиенту выставляется исходя из максимальной мощности (МВт).
• Переменная часть (рабочая составляющая): цена за единицу на 1 МВт-ч потребленной энергии. Счет клиенту выставляется на основании индивидуальных показателей учета тепловой энергии (по данным счетчиков).

За новые подключения уплачивается сбор за присоединение. Как правило, устанавливается фиксированная цена, не зависящая от присоединенной нагрузки. И тем не менее, эта плата ниже реальной стоимости подключения.

При осуществлении расчетов клиенты получают ежемесячный счет, основанный на их реальном потреблении или производят равные ежемесячные платежи на основании первоначальной оценки, которая корректируется с учетом фактического потребления в конце года.

На финансовое положение системы ЦТ HafenCity значительное влияние оказала материализация рисков цен на топливо и рисков недостаточного спроса, как подробно описывается ниже, что пока не позволяет компании выйти на безубыточность.

Для актуализации цены (P_y+1) компания eCG Nord предложила следующую формулу своей заявке:

P_Y+1 = P* (40 % * индекс цен на нефть + 20 % * индекс цен на древесную щепу + 40 % * индекс цен на электроэнергию)

Индексы цен публикуются правительством, и оценка показателей была основано на конечной технологической структуре сети ЦТ (т. е. биогаз, древесная щепа и тепловой насос соответственно). В связи с отсутствием национального индекса цен на биогаза было решено использовать вместо него индекс цен на нефть.

В частности, работы по укладке дорожной плитки были выполнены во всем районе ХафенСити еще до строительства большинства новых зданий. А это в свою очередь вынудило eCG Nord инвестировать в распределительную систему, не имея при этом достаточное количество заключенных клиентских договоров, которые позволили бы окупить эти издержки через продажи теплой энергии. Кроме того, из-за несогласованных новых строении компании становится все труднее подключать новых клиентов в тех случаях, когда они находятся вдалеке от места подключения, и эти действия не может контролировать ни eCG, ни город.

Взаимодействие с клиентами и инициативы в области энергоэффективности

eCG Nord предлагает инвесторам, специалистам по градостроительному проектированию и обычным жителям целый комплекс услуг в сфере энергетики. В список этих услуг входит консультирование по вопросам энергоэффективности, техническое обслуживание сетей ЦТ и объектов, а также работа с претензиями.

Все услуги предоставляются непосредственно eCG Nord, и при необходимости клиенты могут всегда быстро связаться с компанией. Офис расположен в непосредственной близости от района Восточный ХафенСити, что дает возможность сотрудникам eCG Nord оперативно выезжать на место и, в случае необходимости, принимать соответствующие меры.

Компания проводит также индивидуальное консультирование на этапах проектирования, строительства и эксплуатации. Компания сотрудничает с властями Гамбурга и планирует найти оптимальный вариант теплоснабжения по результатам переговоров с застройщиками и принятия ими решения об инвестициях в ХафенСити. В частности, eCG Nord предоставляет девелоперам подробную информацию о двух возможных вариантах теплоснабжения и соответствующих затратах, а именно о подключении к сети ЦТ или устройстве индивидуальной отопительной установки с сопутствующими выбросами менее 89 г CO₂/МВт-ч. По состоянию на сегодняшний день, было решено не подключать к сети только одно здание: офисное здание Гринпис. Потребность этого здания в тепловой энергии очень низкая и покрывается благодаря комбинации нескольких технических решений без ископаемого топлива (в основном 2 тепловых насоса, питание на которых подается от фотоэлектрических панелей и небольших ветрогенераторов, а также котел на биомассе, используемый в качестве резервного источника теплоснабжения). И всё же это решение обходится дороже, чем ЦТ.

Рамочные условия для инноваций

Потенциально инновационным вариантом генерации тепловой энергии в ХафенСити может быть использование избытков промышленного тепла, вырабатываемого медеплавильным заводом в Восточном ХафенСити. На данный момент ни один мегаватт произведенной тепловой энергии не используется, так как все тепло уходит в реку Эльбу. Если бы можно было рекуперировать это тепло и использовалось его для нужд ЦТ, то ХафенСити был бы обеспечен тепловой энергией на 90%. Это решение, находящееся в данный момент времени в стадии разработки, позволит сэкономить около 6000 тонн CO₂ в год. Изучением этого варианта занимается компания eCG Nord, выступающая в качестве промышленного партнера, и два организатора проекта (Tilia и поставщик электроэнергии Hamburg energy).

Для реализации такого проекта потребовалось бы построить линию теплоснабжения ЦТ протяженностью более 3 км в промежутке между производственной площадкой и сетью ЦТ, к тому же с пересечением реки Эльбы. Промышленный партнер мог бы поставлять в среднем 18,5 МВт-ч энергии. В этом случае можно получить 120 ГВт-ч_th/года для ЦТ и отказаться от строительства тепловой станции «Центральный рынок» в центре города, что значительно улучшит качество воздуха и повысит энергоэффективность. За 20 лет в ходе реализации этого проекта можно было бы уменьшить выбросы CO₂ примерно на 123 000 тонн. Кроме того, за счет уменьшения объемов теплового загрязнения реки Эльбы сократится загрязнение окружающей среды от промышленного объекта.

Для этого проекта было разработано несколько технико-экономических обоснований, которые подтвердили его жизнеспособность. Тем не менее, этот проект до сих пор не реализован из-за существующих разногласий между eCG Nord и промышленной компанией по поводу цены на тепло. Переговоры продолжаются и, как ожидается, будут завершены к концу 2016 года.

Перспективы

К моменту завершения строительства в 2028 году система централизованного теплоснабжения в ХафенСити станет одной из самых энергоэффективных систем ЦТ в мире. Как пояснялось ранее, концепция централизованного теплоснабжения до сегодняшнего момента осуществлялась в соответствии с планом, даже несмотря на то, что продажи тепла были ниже ожиданий. На сегодняшний день построена примерно одна треть энергосистемы и теплогенерирующих мощностей. Ожидается, что объемы строительства и сопутствующих подключений к сети ЦТ DH будут расти в ближайшие годы и достигнут запланированных показателей 2028 года.

Заключение: ключевые факторы успеха

Ниже дается краткое описание ключевых факторов успеха, которые привели к созданию экологической устойчивой и эффективной системы централизованного теплоснабжения в ХафенСити.

Ключевые факторы успеха на национальном уровне

• Германия поставила перед собой амбициозные цели в области экологии в рамках так называемой «энергетической трансформации» (Energiewende). Эти задачи привели к ужесточению экологических стандартов теплоснабжения и выступили стимулом использования низкоэмиссионных технологий, например, энергоэффективных систем ЦТ.
• Вводные тарифы на ВИЭ и ТЭЦ также способствовали внедрению этих низкоэмиссионных технологий. Развертывание индивидуальных ТЭЦ, в частности, ускорило развитие новых систем централизованного теплоснабжения.
• Финансирование через кредиты банка KfW и инвестиционные субсидии.
  
  

Ключевые факторы успеха на местном уровне

• Поддержка от города Гамбурга. Город, выступающий в качестве организатора проекта, запланировал строительство сети ЦТ в ХафенСити как часть более масштабной энергетической стратегии, направленной на сокращение выбросов CO₂. ХафенСити является знаковым проектом Гамбурга и пользуется всесторонней политической поддержкой.
• Наглядным примером в этом отношении является экомаркировка Hafencity, которая предписывает выполнять ряд экологических требований в многочисленных тендерах на новое строительство.
• Комплексное энергетическое планирование. Поскольку ХафенСити является новым районом, комплексная энергетическая концепция разрабатывалась также с нуля. ХафенСити дал по сути толчок к строительству новой, уникальной системы ЦТ на фоне полного отсутствия сетей теплоснабжения.
• Открытый тендер оказался эффективным инструментом стимулирования конкуренции при условии соблюдении жестких экономических и экологических стандартов. Это привело к появлению инновационной, эффективной и низкоуглеродной системы ЦТ с выгодными тарифами на обслуживание, функционирующей в строгом соответствии с данными стандартами качества.
• Тот факт, что городские власти обязали застройщиков подключаться к новым сетям централизованного теплоснабжения, благоприятно сказался на инвестиционном климате проекта. Это позволяет централизованной теплосети извлекать выгоду из эффекта масштаба, что приводит сначала к оптимизации издержек и, в конечном счете, в снижение цен для конечных потребителей. Этот способ позволяет также уменьшить риск недостаточного спроса, если прогноз по подключению является надежным. В реальности надежность первоначальных прогнозов спроса имеет решающее значение для финансовой жизнеспособности новых систем ЦТ. Пример с ХафенСити показывает, что на этапе разработки следует больше фокусироваться на риске недостаточного спроса.
• Наконец, налаженное сотрудничество между городом и частным оператором eCG Nord сыграло важную роль в развитии проекта. Обе стороны в известной степени согласовали свои интересы и работают теперь вместе над привлечением новых клиентов к сети ЦТ и эффективной установкой энергетических систем в новых зданиях. Тем не менее, координация реализации девелоперского проекта ХафенСити могла бы оказаться более эффективной, если бы была построена новая сеть ЦТ. В этом случае отсутствовали бы и финансовые проблемы, которые имеются у сети ЦТ на данный момент.