|
|
|
|
|
05:36, 23 Мая 25
Теплоэнергетика Россия Как цифровые двойники делают тепло безопасным для города  К 2035 году выбросы от ТЭЦ и котельных должны сократиться на 20–30%, а система теплоснабжения станет умнее благодаря алгоритмам и Big Data. Актуальный вопрос, стоящий перед энергетиками сегодня — как обеспечить растущие потребности в теплоснабжении, одновременно снижая экологическую нагрузку на городскую среду.
Использование современных цифровых технологий позволяет решать проблемы теплоснабжения, помогая горожанам дышать чистым воздухом, а компаниям — снижать эксплуатационные расходы.
На правительственном уровне реализуются меры по повышению энергоэффективности экономики, включающие федеральные инициативы: программу «Чистый воздух» для снижения вредных выбросов, ежегодную актуализацию схем теплоснабжения (регулируемую ФЗ №190 и Постановлением №154), актуализацию экологических требований к энергообъектам и цифровизацию отрасли с внедрением технологий Индустрии 4.0 — цифровых моделей и автоматизированного мониторинга.
Возьмем для примера Москву как один из самых больших и холодных мегаполисов. Московская система теплоснабжения с протяженностью сетей более 17 тысяч километров — крупнейшая и самая сложная в мире.
Разумеется, у нее значительное экологическое воздействие — 1278 дымовых труб выбрасывают значительное количество вредных веществ. Среди них:
• Твердые частицы (пыль, зола)
• Оксиды азота (NOx) — до 45% от городских выбросов
• Диоксид серы (SO₂) — основной компонент кислотных дождей
• Бензапирен — канцероген
• Парниковые газы (CO₂, CH₄, N₂O)
По данным Мосэкомониторинга, вклад теплоэнергетики в общее загрязнение воздуха Москвы достигает 15% по диоксиду азота и 30% по диоксиду серы. Ситуация усугубляется в периоды неблагоприятных метеоусловий (НМУ), когда отсутствие ветра и температурные инверсии создают эффект «крышки», концентрируя вредные выбросы у поверхности земли.
Старые методы оценки экологической ситуации не позволяют провести работу полноценно — данные от ТЭЦ и котельных слишком разрозненные, отсутствует единая модель рассеивания выбросов, не учитываются климатические изменения.
В 2024 году стартовал масштабный проект «Экологическая и климатическая безопасность теплоснабжения города во взаимоувязке с актуализированной схемой теплоснабжения города Москвы на период до 2035 года», реализуемый компанией ЭТС-Цифра. Его суть заключается в создании комплексной цифровой платформы, которая позволяет не только оценивать текущее состояние, но и прогнозировать экологические последствия принимаемых решений в долгосрочной перспективе.
Интерфейс платформы
Фактически, этот инструмент позволяет просчитать, как каждое решение в сфере теплоснабжения повлияет на экологию города — от модернизации ТЭЦ до строительства нового жилого комплекса.
Основа проекта — создание детализированной электронной модели теплоснабжения Москвы, интегрированной с климатическими и экологическими данными. Модель строится на базе Единой государственной картографической основы (ЕГКО) города Москвы и включает несколько взаимосвязанных компонентов:
.jpg)
Пример интерфейса платформы
Геоинформационная подсистема
Содержит точные пространственные данные о расположении 322 источников теплоснабжения города, в том числе 13 теплоэлектроцентралей, 8 когенерационных установок, 40 РТС, 44 КТС и 217 котельных. Для каждого источника учитываются технические параметры 1278 дымовых труб, включая их высоту, диаметр, температуру газо-воздушной смеси и другие характеристики.
Климатический модуль системы
Аккумулирует данные метеонаблюдений за последние 30 лет, включая розу ветров, температурные инверсии и другие параметры, влияющие на рассеивание загрязняющих веществ. Особое внимание уделяется анализу климатических изменений — например, по данным наблюдений, средняя зимняя температура в Москве за последние десятилетия повысилась на 1,5°C, что существенно влияет на режимы работы теплоснабжающего оборудования.
.jpg) Учет климатических факторов
Экологический блок системы содержит детальную информацию о выбросах по восьми ключевым загрязняющим веществам: диоксиду и оксиду азота, оксиду углерода, бенз(а)пирену, диоксиду серы, мазутной золе, неорганической пыли и золе углей. Для каждого вещества рассчитываются как максимально разовые концентрации, так и валовые выбросы за год, с построением зон превышения предельно допустимых концентраций.
Расчетная часть проекта основана на современных методах математического моделирования процессов рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере. Система использует трехмерные модели турбулентной диффузии, учитывающие особенности городской застройки и микроклимата Москвы.
Расчеты выполняются с разной степенью детализации в зависимости от решаемых задач:
— Для общей оценки экологической ситуации по городу применяется сетка с шагом 1000×1000 метров.
— При анализе ситуации в административных округах используется шаг 200×200 метров.
— Наиболее детальные расчеты с шагом 50×50 метров выполняются для локальных зон, где жилая застройка находится в непосредственной близости от источников выбросов.
Пример масштаба местности
Важной особенностью методологии является учет эффекта суммации при совместном присутствии в атмосфере нескольких загрязняющих веществ. Система анализирует не менее трех комбинаций веществ с взаимно усиливающимся вредным воздействием, что позволяет более точно оценивать реальные риски для здоровья населения.
.jpg)
Пример масштаба местности
Реализация проекта рассчитана до 2035 года, но некоторые перспективы видны уже сейчас. По оценкам специалистов, комплексное внедрение разработанных решений позволит достичь улучшений не только в экологической ситуации Москвы, но и в других сферах:
Ожидается снижение вредных выбросов объектами теплоснабжения.
Благодаря оптимизации работы теплоэнергетического комплекса прогнозируется сокращение расхода топлива, что поможет снизить эксплуатационные расходы и увеличить прибыль энергетических предприятий.
Улучшение качества воздуха в жилых районах позволит снизить риски для здоровья горожан, особенно для уязвимых групп населения. Одновременно повысится инвестиционная привлекательность районов, расположенных вблизи объектов теплоснабжения.
В перспективе модель возможно интегрировать с городскими информационными системами: Мосэкомониторингом для быстрой корректировки модели, системами учета энергопотребления для анализа эффективности мероприятий, и даже с градостроительными платформами для экологической экспертизы новых проектов застройки — например, для оценки влияния новых микрорайонов на экологическую обстановку в округе.
Основные проблемы при реализации проекта — неполнота данных от некоторых ведомственных котельных, требующих дополнительных усилий по сбору и верификации информации. В условиях необходимости постоянной актуализации модели это представляет собой нетривиальную задачу. Для решения климатических задач привлекаются специалисты в области климатологии и метеорологии, так как повышение средних температур, изменение режима осадков и другие факторы требуют постоянной корректировки расчетных моделей.
ЭТС-Цифра закладывает основы нового подхода к управлению городским теплоснабжением и развитии «умного города». Впервые принимаемые решения будут основываться не на интуитивных оценках, а на точных расчетах их экологических последствий. По мере развития технологий и накопления данных система будет становиться более точной для принятия управленческих решений.
Опыт может быть востребован и в других крупных городах России и мира, сталкивающихся с аналогичными экологическими вызовами. Цифровые технологии позволяют находить баланс между комфортом городской жизни и сохранением окружающей среды.
Авторы: Алан Каландаров, Виктория Волгина, Анастасия Мирошникова, эксперты ЭТС-Цифра
Все новости за сегодня (45)
|
 «Гидропрессу» — 80 лет
В честь 80-летия в ОКБ «Гидропресс» прошла церемония награждения сотрудников. Благодаря инженерам предприятия с 1962 года изготовлены более 80 реакторов ВВЭР для АЭС во всем мире. |
|
О проекте
Размещение рекламы на портале
Баннеры и логотипы "Energyland.info" |
|
