Экономика очистных сооружений

СТОИМОСТЬ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА

СТОИМОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ

СТОИМОСТЬ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА
ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ (СЖЦ)

Почему стоимость строительства — это только начало затрат

Что такое стоимость жизненного цикла очистных сооружений

Из чего складывается стоимость
жизненного цикла

При выборе очистных сооружений большинство заказчиков в первую очередь обращают внимание на стоимость строительства или поставки оборудования. Однако капитальные вложения являются лишь частью расходов, которые предприятие или эксплуатирующая организация понесёт за весь период эксплуатации объекта.

Именно анализ стоимости жизненного цикла
позволяет объективно определить, какое
решение действительно является наиболее
экономически эффективным в долгосрочной
перспективе.

Очистные сооружения представляют собой сложный инженерный комплекс, работающий непрерывно на протяжении десятков лет. Для поддержания требуемого качества очистки необходимо постоянно

Стоимость жизненного цикла (Life Cycle Cost, LCC) — это совокупность всех затрат, связанных с проектированием, строительством, эксплуатацией, ремонтом, модернизацией и выводом из эксплуатации очистных сооружений за весь расчётный период их функционирования.

В отличие от традиционного подхода, при котором оценивается только
стоимость строительства, анализ СЖЦ позволяет увидеть полную картину
расходов на объект за 15, 20, 25 и более лет эксплуатации.

Для коммунальных и промышленных очистных сооружений расчётный
срок жизненного цикла обычно составляет от 20 до 30 лет, а для отдельных строительных конструкций может превышать 50 лет.

В структуру стоимости жизненного цикла очистных сооружений входят
следующие основные группы затрат.

Почему стоимость строительства не отражает реальную экономику проекта

На практике достаточно часто заказчик выбирает решение исключительно по минимальной стоимости строительства

Обратная зависимость между капитальными и эксплуатационными затратами

Одной из важнейших особенностей современных очистных сооружений является наличие обратной зависимости между капитальными и эксплуатационными затратами.

Во многих случаях снижение первоначальной стоимости объекта достигается за счёт:

Подобные решения действительно позволяют уменьшить стоимость строительства, однако практически всегда приводят к увеличению затрат на дальнейшую эксплуатацию.

И наоборот — более высокий уровень первоначальных инвестиций зачастую обеспечивает значительное снижение эксплуатационных расходов на протяжении десятилетий работы объекта.

На первый взгляд подобный подход позволяет снизить объём
первоначальных инвестиций. Однако дальнейшая эксплуатация нередко показывает противоположный результат.

В результате первоначальная экономия на этапе строительства может
многократно перекрываться последующими эксплуатационными
расходами.

Дешёвое оборудование зачастую характеризуется꞉

Капитальные затраты включают расходы на создание объекта꞉

Именно эта часть расходов наиболее заметна для заказчика на этапе
принятия решения, однако в большинстве случаев она составляет лишь
часть совокупных затрат жизненного цикла.

Капитальные затраты (CAPEX)

Эксплуатационные затраты формируются на протяжении всего срока службы очистных сооружений и включают:

Именно эксплуатационные затраты являются основной статьёй расходов на протяжении жизненного цикла объекта.

Эксплуатационные затраты (OPEX)

В течение срока службы отдельные элементы
очистных сооружений требуют замены или
модернизации.

К таким расходам относятся꞉

Данные расходы необходимо учитывать заранее,
поскольку они неизбежно возникают в процессе
эксплуатации

Наиболее характерными примерами являются:

Первоначально такие решения требуют боль-
ших инвестиций, однако позволяют существен-
но снизить расходы на электроэнергию, обслу-
живание и ремонты.

Расходы на ремонты и модернизацию

обеспечивать работу технологического оборудования, обслуживать системы автоматизации, осуществлять лабораторный контроль, проводить ремонты и модернизацию оборудования.

Поэтому при принятии инвестиционных решений всё большее значение приобретает показатель стоимости жизненного цикла (СЖЦ), который позволяет оценить совокупные расходы на создание, эксплуатацию и поддержание работоспособности очистных сооружений на протяжении всего срока службы объекта.

Одной из наиболее распространённых ошибок при выборе очистных
сооружений является недооценка роли эксплуатационных затрат.

Практика эксплуатации коммунальных и промышленных очистных
сооружений показывает, что за расчётный период 20–25 лет суммарные
эксплуатационные расходы во многих случаях значительно превышают
первоначальные капитальные вложения.

В зависимости от типа объекта структура жизненного цикла может
выглядеть следующим образом꞉

Эксплуатационные расходы зачастую
превышают стоимость строительства

Расчёт стоимости жизненного цикла позволяет определить не только
совокупные затраты, но и оценить экономическую эффективность
инвестиционного решения.

Особенно важным данный анализ является при сравнении нескольких
вариантов очистных сооружений.

Например, один вариант может требовать больших первоначальных
инвестиций, но обеспечивать существенное снижение эксплуатационных расходов.

В таком случае расчёт стоимости жизненного цикла позволяет
определить꞉

Во многих случаях дополнительные инвестиции окупаются уже через несколько лет эксплуатации, после чего объект начинает приносить чистую экономию по сравнению с более дешёвыми альтернативами.

Стоимость жизненного цикла и
срок окупаемости

Для объектов с производительностью от нескольких сотен до десятков тысяч кубических метров в сутки даже небольшое снижение эксплуатационных затрат может приводить к значительному экономическому эффекту.

Экономия электроэнергии всего на несколько процентов способна обеспечить многомиллионное снижение расходов за расчётный период эксплуатации.

анализ стоимости жизненного цикла является обязательным инструментом принятия инвестиционных решений.

Поэтому для꞉

При подборе оборудования и технологических схем оцениваются꞉

Почему стоимость жизненного цикла
особенно важна для муниципальных и
промышленных объектов

При разработке технологических решений специалисты ЭКОТЕХ рассматрива-
ют очистные сооружения как долгосрочный инфраструктурный актив, который
должен обеспечивать не только достижение нормативов очистки, но и миними-
зацию расходов на протяжении всего периода эксплуатации.

Такой подход позволяет заказчику принимать решения на основании полной
экономической картины, а не только стоимости строительства.

Подход ЭКОТЕХ
к оценке стоимости
жизненного цикла

Современные очистные сооружения являются
долгосрочным инвестиционным проектом с
расчётным сроком эксплуатации в несколько
десятилетий. Поэтому главным критерием выбора должно быть не минимальное коммерческое предложение на этапе строительства, а минимальная совокупная стоимость владения объектом за весь срок его службы.

Именно анализ стоимости жизненного цикла
позволяет определить наиболее эффективное
технологическое решение, обеспечить достижение требуемого качества очистки, снизить эксплуатационные расходы и получить максимальную отдачу от вложенных инвестиций.

Очистные сооружения
необходимо выбирать по
стоимости владения, а не
по стоимости покупки

Наиболее существенный вклад в эксплуатационные расходы обычно вносят:

Именно поэтому выбор технологических решений должен осуществляться не только по критерию стоимости строительства, но и по показателю стоимости владения объектом на протяжении всего срока его эксплуатации.

Наглядная иллюстрация сравнения стоимости владения для двух различных КОС.Вариант 1 (V2), имеет меньшую стоимость капитальных затрат (КЗ) п сравнению со вторым ариантомм (V1) но при этом более высокую стоимость эксплуатационных затрат (как правило, за счет повышенного расхода электроэнергии, реагентов, более низкого уровня автоматизации). Сравнение показывает что на 7м году стоимость владения для второго варианта, несмотря на изначально более высокую стоимость, становится экономически более привлекательной (выгодной). За весь срок планируемой эксплуатации выгода для V2 полностью окупает изначальные вложения. Таким образом, V2 является наиболее оптимальным для реализации.

оценка сроков окупаемости, общей стоимости
владения комплексом за весь срок эксплуатации

Стоимость жизненного цикла (СЖЦ)꞉

структура эксплуатационных затрат, стоимость
очистки 1м3 стоков

Эксплуатационные затраты (ЭЗ):

СТОИМОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Эксплуатация — главный фактор
реальной эффективности объекта

Ошибка, которую допускают многие заказчики при оценке проектов очис-
тных сооружений, — концентрация внимания на стоимости оборудова-
ния при полном игнорировании расходов на эксплуатацию. Между тем
именно эксплуатация определяет реальную стоимость объекта в долгос-
рочной перспективе.

Снижение потребления электроэнергии в КОС-ЭКО-Т обеспечивается
применением высокоэффективных воздуходувок с переменной произво-
дительностью, частотными преобразователями на насосах, оптимизацией
режимов аэрации под фактическую нагрузку, теплоизоляцией здания
класса не ниже B по энергоэффективности.
Ориентировочное потребление электроэнергии: 0,3–0,5 кВт·ч/м³ очищен-
ных сточных вод в зависимости от производительности и состава стоков.

Электроэнергия — крупнейшая статья эксплуатационных расходов
любых очистных сооружений. Основные потребители꞉

• воздуходувки (50–60% от суммарного потребления),
• насосное оборудование (20–25%),
• системы обогрева и вентиляции (15–20%),
• освещение и автоматика (5%).

1. Электроэнергия

ОСНОВНЫЕ СТАТЬИ ЗАТРАТ В ЭКСПЛУАТАЦИИ

5. Утилизация отходов и осадка

Образующиеся отходы꞉ обезвоженный осадок
сточных вод (после шнекового дегидратора),
механические отбросы с решёток, песок из песколовок.
Все отходы подлежат учёту и утилизации в соответствии с законодательством об отходах производства и потребления.
Механическое обезвоживание осадка сокращает его объём в 5–7 раз и, соответственно, расходы на вывоз.

6. Лабораторный контроль и экологическая
отчётность

Обязательная составляющая эксплуатации
любых КОС. Включает꞉

• регулярный отбор проб на входе и выходе станции;
• проведение анализов в аккредитованной лаборатории;
• ведение производственного экологического контроля (ПЭК);
• подготовку отчётности для Росприроднадзора и региональных ведомств.

2. Реагенты

Для обеспечения нормативной очистки применяются꞉ коагулянт (соли алюминия или железа), флокулянт (анионный или катионный полиакриламид), гипохлорит натрия (ГХН) для обеззараживания стоков и осадка, флокулянт для механического обезвоживания осадка. Автоматическое дозирование реагентов исключает перерасход и оптимизирует затраты.

3. Фонд оплаты труда эксплуатационного персонала

ФОТ — вторая по значимости статья расходов. При традиционной модели собственной эксплуатации требуется постоянное присутствие технолога, аппаратчика очистки, электрика, слесаря и специалиста по лабораторному контролю. Для малых и средних станций (до 500 м³/сут) содержание собственного полного штата экономически нецелесообразно. Подход ЭКОТЕХ к централизованной эксплуатации позволяет существенно сократить ФОТ за счёт принципа эффекта масштаба꞉ один специалист обслуживает несколько объектов в регионе.

4. Техническое обслуживание и ремонт

Включает регламентное техническое обслуживание (ТО) — по графику, независимо от состояния оборудования; аварийный ремонт — устранение неплановых отказов; модернизацию и плановую замену оборудования с истёкшим ресурсом; поставку запасных частей и расходных материалов. Применение унифицированного, широко доступного оборудования снижает стоимость запасных частей и время их получения.

Какой персонал необходим для
правильной эксплуатации

Потребность в персонале
по производительности

Оснвоной *
эксплуатирующий персонал

*Данный персонал осуществляет непосредственную эксплуатацию очстных.
Кроме этого имеется часть вспомогательных работ, которые, как правило, осуществляются УК либо аминистрацией꞉ закупка (включая тендерные процедуры), логистика, склад и хранение, ведение бухгалтерии, юридическоре сопровождение, диспетчеризация и охрана. Потребность во вспомогательном персонале и его участии в функционировании очистных определяется, как и в случае с основным эксплуатирующим персоналом производительностью очистных.

Технолог / начальник КОС

Функции

Операционист

Электромеханик

Слесарь КИПиА

Лаборант

Управление технологическим режимом, настройка параметров, контроль качества

Текущее обслуживание оборудования, регулировка режимов

Обслуживание электрооборудования, ремонт, плановое ТО

Обслуживание датчиков, арматуры, средств автоматизации

Отбор проб, проведение анализов, ведение журналов

до 200 м³/сут

Производительность
очистных

Минимальная потребность в персонале (при собственной эксплуатации)

200–500 м³/сут

500–700 м³/сут

2–3 чел. (технолог совмещает функции)

3–5 чел.

5–7 чел.

Почему централизованная
эксплуатация очистных сооружений
экономически эффективнее

Роль технолога в эксплуатации
очистных сооружений

Причина быстрой
деградации очистных

При централизованной модели ЭКОТЕХ один специалист обслуживает
несколько станций по маршрутному принципу

В результате стоимость эксплуатации каждого отдельного объекта сущес-
твенно ниже, чем при самостоятельной организации службы.

Типичная история꞉ КОС построены и сданы в
эксплуатацию. Первые 1–2 года работают удов-
летворительно. Затем начинается деградация꞉
качество очистки снижается, проверки контро-
лирующих органов фиксируют превышения нор-
мативов, поступают штрафы. Оборудование, каза-
лось бы, в рабочем состоянии, а результата нет.

Подход ЭКОТЕХ꞉ технологическое сопровожде-
ние является обязательной составляющей ком-
плексной эксплуатации. Технолог — это не
опция, а часть стандартного сервисного пакета.

Причина — не в оборудовании. Причина — в
отсутствии квалифицированного технологи-
ческого сопровождения.

Это позволяет꞉

Биологическая очистка сточных вод — это живой процесс, который ведут миллиарды микроорганизмов (активный ил). Их жизнедеятельность определяется десятками параметров꞉ концентрацией растворённого кислорода, рН, температурой, возрастом ила, объёмом рециркуляции, дозой реагентов. Изменение любого из этих параметров влечёт изменение качества очистки.

Без квалифицированного технолога очистные сооружения не работают стабильно. Это не маркетинговый тезис — это подтверждённая практика тысяч объектов по всей России.

Технолог решает задачи, которые не может автоматизировать ни одна SCADA꞉ интерпретирует лабораторные данные и их тенденции; выявляет причины отклонений качества очистки; подбирает режим работы под изменяющийся состав стоков; принимает решения при нестандартных ситуациях; проводит технологические корректировки до возникновения аварии.

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
СНИЖЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ
ЗАТРАТ

Энергоэффективные решения в составе
блочно‑ модульных станций КОС‑ЭКО‑Т

Снижение потребления электроэнергии — приоритет при проектировании
каждой станции КОС-ЭКО-Т, поскольку именно электроэнергия формирует
40–60% текущих эксплуатационных расходов.

Воздуходувки с частотным регулированием — производительность по
воздуху адаптируется к фактической нагрузке, что позволяет сократить
расход электроэнергии на аэрацию на 30–50% по сравнению с нерегули-
руемыми системами

Частотные преобразователи на насосном оборудовании — плавный
пуск и регулировка производительности насосов под фактический расход
стоков

Датчики растворённого кислорода — автоматическая корректировка
режима аэрации на основании реальных показаний, а не по расписанию

Энергоэффективное освещение — LED-светильники с датчиками движе-
ния

Рекуператоры тепла в системе вентиляции — снижение расходов на
отопление в зимний период

Теплоизоляция здания — толщина и класс утепления рассчитываются
под климатический район, что снижает теплопотери и расходы на отопле-
ние

Дополнительно꞉ применение денитрификатора в начале биологической
линии позволяет использовать органику стоков как субстрат для денитри-
фикации и снизить потребление кислорода (воздуха) в аэротенке на 20–25%.

ПРИМЕНЯЕМЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ꞉

ПРОБЛЕМАТИКА ЭКСПЛУАТАЦИИ
ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Почему большинство малых очистных
сооружений не работают эффективно

Статистика эксплуатации малых и средних КОС в России показывает тре-
вожную картину꞉ значительная доля объектов в реальных условиях не обеспечивает нормативного качества очистки. Превышения нормативов сброса фиксируются даже на относительно новых объектах.

ПРИЧИНЫ ДЕГРАДАЦИИ꞉
НЕ ОБОРУДОВАНИЕ, А ЭКСПЛУАТАЦИЯ

ПОСЛЕДСТВИЯ ДЛЯ ЗАКАЗЧИКА:

Системный анализ показывает꞉ причина проблем в 80% случаев — не
качество оборудования, а качество эксплуатации.

Персонал обеспечивает механическое обслуживание, но не управляет биологическим процессом.

Технологические проблемы не выявляются вовремя.

Перебои в поставках или экономия на реагентах нарушают технологический процесс.

Выход из строя ключевого насоса или воздуходувки останавливает процесс, и биологическая культура деградирует за несколько суток.

Плановое ТО не выполняется или выполняется не в полном объёме.

Формирование активного ила при пуске выполнено с нарушениями, и биоценоз изначально нестабилен.

Деградация биологической очистки приводит к: превышению нормативовсброса, штрафам и предписаниям Росприроднадзора, исковым требованиям со стороны природоохранных органов, риску приостановки деятельности, репутационным потерям и, в конечном счёте, к необходимости дорогостоящей реконструкции объекта.

РЕШЕНИЕ ЭКОТЕХ꞉
ОТ ПОСТАВКИ ОБОРУДОВАНИЯ
К ГАРАНТИРОВАННОМУ РЕЗУЛЬТАТУ

Системный ответ на системную проблему

Что получает заказчик
вместо типового сценария деградации

ЭКОТЕХ кардинально меняет модель взаимодействия с заказчиком. Мы
не просто поставляем станцию и передаём её эксплуатирующей орга-
низации. Мы берём на себя полный жизненный цикл объекта꞉ от проек-
тирования до многолетней эксплуатации — в рамках единой зоны отве-
тственности. Это принципиально иной подход к инфраструктурному
проекту водоочистки꞉

Типовой сценарий

Поставка оборудования → передача эксплуатации третьей стороне

1. Проектируем станцию, уже зная, как будем её обслуживать. Мы
выступаем одновременно как проектировщик-производитель и как
эксплуатирующая организация. Это позволяет с первого дня
закладывать в конструкцию решения, которые делают будущую
эксплуатацию удобной, экономичной и автономной — а не такой, какой
она получается, когда проектирует один, строит второй, а обслуживает
третий.

2. Производим то, что рассчитано на реальную эксплуатацию — не на
паспортные характеристики. Конструктивные решения каждой стан-
ции — выбор материалов, компоновка оборудования, объём резервуа-
ров, степень автоматизации — формируются исходя из реального опыта
эксплуатации объектов, а не из минимизации производственных затрат.

3. Остаёмся на объекте после пусконаладки и несём ответственность
за качество очистки. После ввода станции в эксплуатацию ЭКОТЕХ про-
должает нести ответственность за технологические показатели в рамках
долгосрочного договора комплексной эксплуатации. Мы не передаём
объект «по акту» и не исчезаем.

Итог꞉ заказчик получает не очистное сооружение, а работающую систему водоочистки с предсказуемым качеством и стоимостью эксплуатации.

Эффективность снижается через 3–5 лет

Непредвиденные затраты на аварийный ремонт

Риск экологических нарушений и штрафов

Необходимость создавать собственную
эксплуатационную службу

Преждевременный выход оборудования из строя

Единая ответственность на весь срок службы

Стабильное соответствие нормативам на протяжении 25+ лет

Предсказуемая экономика с фиксированными
эксплуатационными расходами

Гарантированное соответствие нормативам сброса

Полное закрытие задачи одним подрядчиком по принципу
«единого окна»

Сохранение проектного ресурса 25+ лет

Подход ЭКОТЕХ

ОПТИМИЗАЦИЯ ПОД ЭКСПЛУАТАЦИЮ

Проектирование с прицелом на
эксплуатацию꞉ уникальность подхода ЭКОТЕХ

Философия, а не маркетинг

ТРИ ПРИНЦИПА ПРОЕКТНОЙ ФИЛОСОФИИ ЭКОТЕХ꞉

Для удалённых объектов, северных территорий и муниципальных объектов без собственной эксплуатационной службы — этот подход имеет решающее значение.

Принцип 2.

Большинство производителей проектируют оборудование для продажи.
ЭКОТЕХ проектирует оборудование для эксплуатации — собственной экс-
плуатации, на которую мы сами же подписываемся на долгосрочный кон-
тракт. Этот факт меняет всё꞉ каждое техническое решение оценивается не
только с точки зрения производственных затрат, но и с точки зрения экс-
плуатационных последствий.

На всех объектах применяются стандартизированные узлы и агрегаты одних и тех же типов и моделей. Это꞉

Станция проектируется так, чтобы требовать минимального физического
присутствия персонала. Это достигается комплексом решений꞉

• глубокая автоматизация технологического процесса с SCADA-системой и удалённым мониторингом;
• увеличенные ёмкости резервуаров для реагентов — сокращение часто- ты пополнения;
• увеличенные объёмы накопителей осадка — обслуживание по планово- му графику, а не в авральном режиме;
• дистанционная диагностика и корректировка режимов работы без выез-да на объект.

Целевой режим — плановые выезды один раз в 2 суток с допустимой авто-
номной работой до 72–96 часов.

Принцип 1.

Минимизация выездов на объект

Унификация оборудования

Принцип 3.

Критически важные элементы дублируются — насосное оборудование, воздуходувки, системы аэрации. Это обеспечивает непрерывность технологического процесса даже при выходе из строя или плановом обслуживании одного из агрегатов. Станция не останавливается при неисправности отдельного элемента.

Резервирование ключевых узлов

Конструктивные решения для длительного ресурса꞉

ЭКОТЕХ