Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
РАЗДЕЛ 1
АКТУАЛЬНОСТЬ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ.
ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТИКА В ОБЛАСТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ
1.1. Энергоресурсы и их структура
Источником всей энергии на Земле является Солнце. В процессе фотосинтеза, являющегося основой жизни многих видов растений, живая природа потребляет лишь незначительную часть от общего количества исходящей от Солнца энергии. Наибольшее количество солнечной энергии расходуется на согревание атмосферы Земли, освещение планеты и на осуществление процессов кругооборота веществ на Земле. Энергия является основой жизни на Земле. Органическое топливо (уголь, нефть, газ) – это аккумулированная солнечная энергия, накопленная в течение миллионов лет, потребляемая человечеством в считанные годы. Преобразованной солнечной энергией является энергия других источников, например ветра, рек, морских приливов и отливов, волн. Растения поглощают солнечную энергию в процессе фотосинтеза; животные потребляют эту энергию косвенным путем, поедая растения и других животных. Человек потребляет солнечную энергию различными путями, в том числе и с пищей.
Использование энергии человечеством растет. В глубокой древности человек научился перерабатывать энергию Солнца путем сжигания биологической материи (например, древесины, тростника, соломы или навоза). Сегодня перечень энергоресурсов неизмеримо шире. Современные энергосистемы являются неотъемлемым компонентом инфраструктуры общества.
Учитывая, что энергия является важнейшим элементом устойчивого развития любого государства, каждое из них стремится разработать такие способы энергоснабжения, которые наилучшим образом обеспечивали бы развитие и повышение качества жизни людей, при одновременном сведении к минимуму воздействия человеческой деятельности на здоровье людей и окружающую среду.
Совокупность природных и производственных энергоносителей, запасенная энергия которых при существующем уровне развития техники и технологии доступна для использования в хозяйственной деятельности называется топливно-энергетическими ресурсами (ТЭР). (
Энергоресурсы имеют сложную структуру и подразделяются прежде всего на первичные (природные) и преобразованные. Первичные – это ресурсы, имеющиеся в природе в начальной форме. Энергия, получаемая при использовании таких ресурсов, называется первичной. Первичные энергоресурсы бывают:
При изменении исходной формы первичных энергоресурсов в результате превращения или обработки образуются преобразованные энергоресурсы: бензин и другие виды нефтепродуктов, электричество, искусственный газ, водород, пар, горячую воду, тепло.
В зависимости от стадии преобразования различают следующие виды энергии:
Преобразование топлива в конечные виды энергии связано с вредными выбросами твердых частиц, газообразных соединений, а также большого количества тепла, негативно воздействующего на окружающую среду. Возобновляемые энергоресурсы (исключая гидроэнергетические) не нуждаются в транспортировке к месту потребления, но обладают низким энергетическим потенциалом из-за низкой степени концентрации, в связи с чем преобразование энергии большинства возобновляемых источников требует больших капитальных вложений. Это в значительной степени компенсируется широким распространением, относительно высокой экологической частотой и их практической неисчерпаемостью. Такие источники наиболее рационально использовать непосредственно вблизи потребителя без передачи энергии на расстояние. Энергетика, работающая на этих источниках, использует потоки энергии, уже существующие в окружающем пространстве, перераспределяет, но не нарушает их общий баланс. Кроме того, возобновляемые источники энергии являются экологически чистыми.
Неиспользование потоков энергии возобновляемых источников приводит к ее безвозвратной потере, что предопределяет несколько иной подход к оценке эффективности устройств, применяющих эти источники, по сравнению с устройствами, работающими на невозобновляемых ресурсах.
Согласно классификации Международного энергетического агентства, к возобновляемым источникам энергии относятся следующие категории:
Из возобновляемых энергоресурсов в настоящее время в основном используется гидроэнергия и в небольших количествах энергия ветра, солнца, геотермальная энергия. Топливно-энергетические ресурсы, полученные как отходы или побочные продукты (сбросы и выбросы) производственного технологического процесса называются вторичными топливно-энергетическими ресурсами (ВЭР). Наиболее часто встречаются вторичные ТЭР в виде тепла различных параметров и топлива. Например, к ВЭР в виде тепла относят нагретые отходящие газы технологических агрегатов; газы и жидкости систем охлаждения; отработанный водяной пар; сбросные воды; вентиляционные выбросы, тепло которых может быть полезно использовано. К ВЭР в виде топлива относят, например, твердые отходы, жидкие сбросы и газообразные выбросы нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, химической, целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей и других отраслей промышленности, в частности, доменный газ, древесную пыль, биошламы, городской мусор и т.п.
Энергетика – это топливно-энергетический комплекс страны, охватывающий получение, передачу, преобразование и использование различных видов энергии и энергетических ресурсов. Она является точкой пересечения энергетической, экономической и социальной составляющих общественного развития и регулирующим фактором в эколого-экономическом пространстве. Причем состояние отрасли и отдельных предприятий отражает, с одной стороны, состояние окружающей среды, с другой – уровень экономического развития и качества человеческого мышления.
Со второй половины XX века, в условиях научно-технической революции, потребности человеческого общества в различных видах энергии, главным образом электрической, быстро возрастают. Энергосистема представляет собой совокупность энергетических ресурсов всех видов, методов их получения (добычи), преобразования, распределения и использования, а также технических средств и организационных комплексов, обеспечивающих снабжение потребителей всеми видами энергии.
В состав энергетического хозяйства входят несколько элементов:
Топливо подразделяют на следующие четыре группы:
Древнейшими видами твердого топлива были (а во многих местах остаются и в настоящее время) древесина и другие растения: солома, камыш, стебли кукурузы и т. п.
Первая промышленная революция, которая в XIX веке полностью преобразовала аграрные страны Европы, а затем и Америку, произошла в результате перехода от древесного топлива к ископаемому угольному. Потом пришла эра электричества. Открытие электричества оказало огромное влияние на жизнь человечества и обусловило зарождение и рост крупнейших городов мира.
Применение нефти и природного газа в сочетании с развитием электроэнергетики, а затем и освоение энергии атома позволили промышленно развитым странам осуществить грандиозные преобразования, итогом которых стало формирование современного облика планеты.
К твердым видам топлива относят:
Ископаемые твердые топлива (за исключением сланцев) являются продуктом разложения органической массы растений. Самый молодой из них торф, представляющий собой плотную массу, образовавшуюся из перегнивших остатков болотных растений. Следующими по «возрасту» являются бурые угли - землистая или черная однородная масса, которая при длительном хранении на воздухе частично окисляется (выветривается) и рассыпается в порошок. Затем идут каменные угли, обладающие, как правило, повышенной прочностью и меньшей пористостью. Органическая масса наиболее старых из них - антрацитов претерпела наибольшие изменения и состоит из углерода. Антрацит отличается высокой твердостью.
Горючие сланцы представляют собой полезное ископаемое, дающее при сухой перегонке значительное количество смолы, близкой по составу к нефти.
Жидкие виды топлива получают путем переработки нефти. Сырую нефть нагревают, после чего полученные пары разгоняют на фракции, конденсирующиеся при различной температуре:
Жидкий остаток называется мазутом.
Газообразным видом топлива является природный газ, добываемый как непосредственно, так и попутно с добычей нефти, называемый попутным. Основными компонентами природного газа являются метан и в небольшом количестве азот, высшие углеводороды, двуокись углерода. Попутный газ содержит меньше метана, чем природный, но больше высших углеводородов, и поэтому выделяет при сгорании больше теплоты
В промышленности и в быту находит широкое распространение сжиженный газ, получаемый при первичной переработке нефти. На металлургических заводах в качестве попутных продуктов получают коксовый и доменный газы. Они используются здесь же на заводах для отопления печей и технологических аппаратов. В районах расположения угольных шахт своеобразным «топливом» может служить метан, выделяющийся из пластов при их вентиляции. Газы, получаемые путем газификации (генераторные) или путем сухой перегонки (нагрев без доступа воздуха) твердых топлив, в большинстве стран практически вытеснены природным газом, однако в настоящее время снова возрождается интерес к их производству и использованию.
В последнее время все большее применение находит биогаз – продукт анаэробной ферментации (сбраживание) органических отходов (навоза, растительных остатков, мусора, сточных вод и т. д.).
Ядерным топливом является уран.
Анализ оценки обеспеченности ТЭР показывает, что наиболее дефицитным видом топлива является нефть. Ее хватит по разным источникам на 25-40 лет. Затем, через 35-65 года, истощатся запасы горючего газа и урана. Лучше всего обстоит дело с углем, запасы которого в мире достаточно велики, и обеспеченность углем составит 200-300 лет.
1.2. Состояние энергетики России, производство и потребление ТЭР
1.2.1. Исторический экскурс
Х1Х век
Разрабатываются угольные месторождения в Подмосковье, в Сибири, на Севере европейской части, южнее Оренбурга, в Донбассе, на Сахалине. Построена магнитоэлектрическая машина (электрогенератор Б.С.Якоби), получен патент на электрическую лампу А.Н.Лодыгиным, «свечу» П.Н.Яблочковым, опробовано и начато регулярное уличное освещение электричеством в Москве и Санкт-Петербурге, создано «Общество электрического освещения» Карла Сименса, пущен первый электрический трамвай в Киеве, первая гидростанция на р. Охте в Санкт-Петербурге, первая электростанция в Москве, на Всемирной выставке В Париже инж. В.Г.Шухов получил золотую медаль за проект экономичного парового котла.
К началу XX века добыча угля в России возросла с 121 тыс. тонн в 1860 г. до 12 млн. т. в 1900 г., а в 1913 году достигла почти 36 млн. т. Суммарная мощность электростанций Российской империи, работавших на мазуте и каменном угле, составляла на конец 1913 г. 1,1 тыс. МВт, а выработка электроэнергии составила около 2 млрд. кВт•ч в год.
Для бытовых нужд в основном использовался искусственный газ, полученный из твердых видов топлива. Природный газ начал применяться как технологическое топливо для стекольного производства. Появились газогенераторы. В России в XIX в. газ добывался в незначительных объемах. На мелких заводах из угля производили низкокалорийный газ. Сайт минэнерго
ХХ век
Запущены электростанции в Курске, Ярославле, Чите, Владивостоке, первая торфяная станция в Ногинске, создана кабельная сеть в Москве, сооружены линии электрического трамвая в Санкт-Петербурге, построена крупнейшая в дореволюционной России Гиндукушская гидроэлектростанция.
Впервые проведено водяное отопление с насосным побуждением в здании петербургского Михайловского театра; в качестве источника тепла был использован отработанный пар от местной электростанции.
Из 1082 городов Российской империи уличное освещение имели 886, электрическое было в 74, а газовое – в 35 городах. Многие из городов сочетали разные типы освещения.
До революции мощность всех российских электростанций составляла всего 1192 МВт. В 1916 году на них было произведено 2575 млн. кВт/час электроэнергии. Единичная мощность электростанций достигала 55 тысяч кВт, освоенное напряжение – 70 кВ, протяженность электрических сетей – 100 км. По производству электроэнергии царская Россия была на восьмом месте в мире.
После революции началось строительство Волховской ГРЭС, проведена национализация предприятий отрасли, а в 1920 г. разработан и начал осуществляться план ГОЭЛРО. В 1924 г. в Петрограде начато централизованное теплоснабжение зданий – первое в стране.
Построена ДнепроГЭС. Построен первый магистральный нефтепровод Грозный-Туапсе.
За 10 лет в результате выполнения плана ГОЭЛРО была создана мощная энергетическая база России: реконструированы все существующие электростанции, построены 20 тепловых и 10 гидравлических электростанций общей мощностью 1750 МВт. Общая мощность всех ТЭЦ СССР к концу 1930 года достигла 200 тыс. кВт. Протяженность всех тепловых сетей – 23 км. В 1920-х годах начинается геологоразведка и разработка месторождений природного газа в СССР.
В течение 1930-1940 гг. было построено 285 шахт общей годовой производственной мощностью более 100 млн. тонн. Создание крупнейшего Урало-Кузнецкого угольно-металлургического, машиностроительного и энергетического комплекса базировалось на разностороннем использовании углей Кузбасса, ставшего, после Донбасса, второй угольной базой страны.
Создание второй и третьей угольных баз в Кузнецком и Карагандинском бассейнах имело стратегическое значение и обеспечивало энергетическую безопасность страны.
К концу 1940 года общая мощность всех ТЭЦ достигла 2 ГВт, протяженность тепловых сетей превысила 300 км. В эксплуатации находились 542 угольные шахты. Техника бурения на большие глубины (до 3 км и более) позволила обеспечить надежную сырьевую базу газовой промышленности.
Переброска энергетического потенциала на восток с началом Великой Отечественной войны была частью не имевшего прецедента в мировой истории «промышленного переселения». По масштабам, темпам и степени сохранности оборудования эвакуация промышленности стала одной из наиболее ярких и героических страниц всенародного сопротивления врагу.
За годы Великой Отечественной войны в СССР были полностью разрушены 60 крупных электростанций общей мощностью 6 ГВт, более 10 тыс. км высоковольтных электрических сетей, 12 тыс. подстанций. Но в это же время быстрыми темпами развивалась энергетика Урала, Сибири и Средней Азии. Потеря более 60% мощностей по добыче угля на оккупированной территории компенсировалась развитием угольной промышленности в Кузбассе, Печорском бассейне, на Урале и в других восточных регионах. За годы войны только на Урале вступили в строй более 100 шахт и бассейнов. В военные годы широкое распространение получил открытый способ добычи угля, позволяющий быстро наращивать объемы добычи.
И.В.Курчатов (1903-1960) и А. П. Александров (1903-1994) возглавили разработку программы развития ядерной энергетики в СССР. В 1955 г. запущен в эксплуатацию первый в мире реактор на быстрых нейтронах БР-1 с нулевой мощностью, а через год – БР-2 тепловой мощностью 100 КВт.
Стремительное развитие газовой промышленности в 50-е годы положило начало «газовой революции», изменившей топливно-энергетический баланс страны. Было обеспечено стабильное и надежное газоснабжение населения, коммунально-бытовых и промышленных предприятий.
В составе Единой энергетической системы (ЕЭС) СССР работали параллельно семь ЭС: Центра, Средней Волги, Урала, Северо-Запада, Юга, Северного Кавказа и Закавказья, включающих 63 энергосистемы. Доказана целесообразность мощных передач постоянного тока для транспорта электроэнергии в европейскую часть СССР из района Экибастуза. Развернуто строительство АЭС по советским технологиям в странах Восточной Европы. На Тюменском Севере открыто около 20 газовых месторождений с суммарным запасом в несколько триллионов кубометров. Заработала крупнейшая в мире система магистральных нефтепроводов «Дружба», освоены месторождения Поволжья, Тимано-Печорское и в Западной Сибири.
С начала 1970-х годов начал быстро развиваться наиболее эффективный открытый способ добычи угля, особенно в Кузбассе. Тогда же наше машиностроение освоило ряд современных по тем временам типов горнодобывающей техники. Со второй половины 1970-х годов начинается освоение гигантского Канско-Ачинского угольного бассейна, где сосредоточены энергетические угли высокого качества, и Южно-Якутского бассейна, призванного обеспечить углем электростанции Дальнего Востока и новые промышленные районы Якутии.
К 1990 году завершен перевод всех городских ТЭЦ Москвы на газовое топливо (с резервным – мазутом), что резко снизило загрязнение воздушного бассейна города от продуктов сгорания топлива на ТЭЦ. До стремительного роста парка автомобильного транспорта, начавшегося с 90-х годов, воздух столицы был одним из наиболее чистых среди столиц развитых стран мира. Эта работа велась и в других крупных городах страны.
К этому времени электроэнергокомплекс СССР включал в себя 1021 электростанцию. Производство электроэнергии в СССР составляло 1725,7 млрд. кВт.ч, в том числе 1082,2 млрд. кВт.ч в России, при потреблении 1688,4 млрд. кВт.ч и 1073 млрд. кВт.ч соответственно.
С распадом СССР произошел и распад единой энергетической системы. Начато реформирование угольной отрасли: вышел Указ Президента РФ от 30 декабря 1992 г. “О преобразовании в акционерные общества и приватизации объединений, предприятий и организаций угольной промышленности”. В результате осуществления мероприятий по реструктуризации угольной отрасли в стране закрыто 153 угледобывающих предприятия.
В 90-х годах газовая промышленность вышла на центральное место в топливном обеспечении страны и заняла ведущее положение в ее экономике. Доля продукции ТЭК в совокупном объеме промышленной продукции увеличилась с 24% (1990 г.) до 36% (2000 г.), при этом доля газовой отрасли составила более 9%. ТЭК обеспечивал свыше 45% налоговых поступлений в консолидированный федеральный бюджет (газовая отрасль – около 25%), доля продукции ТЭК в экспорте достигла 46% (газовая отрасль – около 20%), что приносило 60% валютных поступлений в федеральную казну.
В ходе реструктуризации и осуществления новой политики в период 1993-2004 гг. было закрыто 202 особо убыточных предприятия, в результате чего были ликвидированы производственные мощности по добыче угля, составившие около 90 млн. т, а частичное выбытие мощностей составило 122 млн. т. Ввода мощностей в период с 1994 по 1999 год практически не происходило. Рост вводимых мощностей начался с 2000 года. За период 2000-2006 гг. он составил 154 млн. т, в том числе 61 млн. т был получен за счет нового строительства и реконструкции предприятий.
Согласно данным Госкомстата РФ, в 2007 году добыто 491 млн. т нефти, в результате темпы роста добычи нефти в России превысили темпы роста мирового спроса на нефть более чем в 1,5 раза. Нефть является главной статьей российского экспорта. По данным Федеральной таможенной службы, в 2007 году из России было вывезено 233,1 млн. т сырой нефти на 114,15 млрд. долл., что составляет около 32,4 % российского.
В 2010 г. была разработана и принята госпрограмма «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года», призванная способствовать снижению энергоемкости ВВП к 2020 году на 40%.
В 2011 г. проведена либерализация рынка электроэнергии и мощности.
Сегодня Правительство РФ выполняет «Программу комплексного освоения месторождений Ямало-Ненецкого автономного округа и севера Красноярского края до 2020 года», включая «Программу комплексного освоения месторождений полуострова Ямал и прилегающих акваторий до 2035 года», «Генеральную схему развития нефтяной отрасли до 2020 года», «Генеральную схему развития газовой отрасли до 2030 года».
В Балтийском море завершена укладка первой нитки газопровода «Северный поток».
Министерство энергетики РФ разработало ряд ключевых законопроектов и документов, направленных на эффективное развитие энергетического комплекса. Разработан и принят Госдумой РФ Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Разработан и введен в действие Федеральный закон «О внесении изменений и дополнений в Федеральный закон «О техническом регулировании». С целью внедрения энергосберегающих технологий создано Российско-немецкое энергетическое агентство (RUDEA). Создано ФГУ «Российское энергетическое агентство».
Минэнерго работает над совершенствованием модели долгосрочного рынка мощности (на 2013 и последующие годы), а также над утверждением целевой модели, определяющей все аспекты функционирования розничного рынка электроэнергии после окончания переходного периода реформирования электроэнергетики; над оптимизацией уровня издержек в отрасли и повышением уровня надежности энергоснабжения конечных потребителей.
1.2.2. Производство и потребление топливно-энергетических ресурсов
в России и в мире. Топливно-энергетический баланс
Ресурсное обеспечение энергетического сектора современной экономики – одна из ключевых глобальных проблем. Возрастающее потребление невозобновляемых природных энергетических ресурсов определяется стремительным ростом населения Земли и его потребностей. В ХХ в. потребление коммерческих энергетических ресурсов увеличилось в 15 раз. С 1975 по 2005 г. оно превысило объем их использования за весь предшествующий период развития человеческой цивилизации и достигло в 2005 г. 15 млрд. т условного топлива (т.у.т.) в год. Произошло существенное расширение источников потребляемой энергии и появились новые, изменившие структуру баланса энергетических ресурсов.
В суммарном энергопотреблении к началу XXI в. в мире доля нефти достигла 40%, углей – 27%, природного газа – 23%. В то же время доля атомной энергии, гидроэнергии, солнечной и ветровой составила всего лишь 10%. Если до 70-х годов в энергопотреблении опережающими темпами росла нефтяная составляющая, то в 80-х годах, после преодоления нефтяного кризиса, в большинстве индустриально развитых стран произошло заметное снижение доли нефти, увеличилась доля углей, природного газа и атомной энергии. Наличие ресурсов углеводородов и уровень технологического прогресса определили весьма «пеструю» картину структуры потребления энергетических ресурсов в мире (рис.1.1.).
В табл. 1.1. приведена динамика развития топливно-энергетического комплекса Российской Федерации за 2010-2012 гг.
В табл. 1.2. представлена динамика основных показателей деятельности ТЭК Российской Федерации за первое полугодие 2013 г. (в % к соответствующему периоду прошлого года)
Таблица 1.1.
Динамика развития топливно-энергетического комплекса РФ в 2010–2012 гг.
|
Виды энергоресурсов |
Годы |
||
|
2010 |
2011 |
2012 |
|
|
НЕФТЬ |
|||
|
Добыча нефти с газовым конденсатом,тыс.т. |
505017.3 |
511315.4 |
517919.9 |
|
То же, в % к пред.году |
Х |
101.2 |
101.3 |
|
Поставка нефтяного сырья на переработку в России, тыс.т. |
248421.4 |
256816.8 |
266031.6 |
|
То же, в % к пред.году |
Х |
103.4 |
103.6 |
|
Экспорт российской нефти, тыс.т. |
244992.5 |
241833.6 |
239429.5 |
|
То же, в % к пред.году |
Х |
98.7 |
99.0 |
|
Первичная переработка нефтяного сырья на НПЗ России, тыс.т. |
248448.8 |
254203.1 |
265752.5 |
|
То же, в % к пред.году |
Х |
102.3 |
104.5 |
|
ПРОИЗВОДСТВО ОСНОВНЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ |
|||
|
Автобензин, тыс.т. |
36042.3 |
36240.2 |
38165.3 |
|
То же, в % к пред.году |
Х |
100.5 |
105.3 |
|
Дизтопливо, тыс.т. |
70238.4 |
69653 |
69647.2 |
|
То же, в % к пред.году |
Х |
99.2 |
100.0 |
|
Топочный мазут, тыс.т. |
69759.1 |
70365.2 |
74431.6 |
|
То же, в % к пред.году |
Х |
100.9 |
105.8 |
|
Авиакеросин, тыс.т. |
9067.8 |
9091.6 |
10126.5 |
|
То же, в % к пред.году |
Х |
100.3 |
111.4 |
|
|
|||
|
Добыча газа (всего), млн.куб.м. |
650738.1 |
669675.2 |
654479.6 |
|
То же, в % к пред.году |
Х |
102.9 |
97.7 |
|
Внутреннее потребление газа,.млн.куб.м. |
485269.5 |
496217.6 |
459640.1 |
|
То же, в % к пред.году |
Х |
102.3 |
92.6 |
|
Поставка российского газа за пределы России, млн.куб.м. |
183948.1 |
203936.2 |
186859.1 |
|
То же, в % к пред.году |
Х |
110.9 |
91.6 |
|
УГОЛЬ |
|||
|
Добыча угля (всего), тыс.т. |
321093.4 |
334752.7 |
352136.5 |
|
То же, в % к пред.году |
Х |
104.3 |
105.2 |
|
Общая поставка российского угля, тыс.т. |
295422.7 |
308690.5 |
315290.35 |
|
То же, в % к пред.году |
Х |
104.5 |
102.1 |
|
Окончание таблицы 1.1. |
|||
|
Виды энергоресурсов |
2010 |
2011 |
2012 |
|
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ |
|||
|
Выработка электроэнергии, всего, млн. Квт*час |
1036000 |
1053000 |
1064900 |
|
То же, в % к пред.году |
Х |
101.6 |
101.1 |
|
Производство теплоэнергии, тыс.Гкал |
525200 |
518900 |
509600 |
|
То же, в % к пред.году |
Х |
98.8 |
98.2 |
Таблица 1.2.
Динамика основных показателей деятельности ТЭК Российской Федерации за первое полугодие 2013 г. (в %к соответствующему периоду прошлого года)
|
Виды энергоресурсов |
Январь |
Февраль |
Март |
Апрель |
Май |
Июнь |
|
НЕФТЬ |
||||||
|
Добыча нефти с газовым конденсатом |
101.0 |
97.6 |
101.2 |
101.5 |
101.5 |
102.1 |
|
Поставка нефтяного сырья на переработку в России, |
103.4 |
98.3 |
102.8 |
100.4 |
107.6 |
103.4 |
|
Экспорт российской нефти, |
97.2 |
96.7 |
97.0 |
102.0 |
97.7 |
97.2 |
|
Первичная переработка нефтяного сырья на НПЗ России |
102.8 |
99.1 |
102.5 |
98.0 |
107.8 |
101.4 |
|
ПРОИЗВОДСТВО ОСНОВНЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ |
||||||
|
Автобензин. |
106.0 |
99.8 |
104.6 |
103.4 |
105.2 |
99.6 |
|
Дизтопливо |
106.2 |
98.0 |
102.0 |
96.4 |
109.3 |
102.0 |
|
Топочный мазут |
101.6 |
93.8 |
96.9 |
93.5 |
111.2 |
102.8 |
|
Авиакеросин |
104.4 |
94.0 |
87.9 |
81.6 |
98.7 |
96.7 |
|
ГАЗ |
||||||
|
Добыча газа (всего) |
103.2 |
96.2 |
97.8 |
100.3 |
101.7 |
98.5 |
|
в т.ч. Газпром |
101.1 |
93.5 |
93.2 |
96.3 |
98.0 |
92.3 |
|
Внутреннее потребление газа |
101.1 |
85.2 |
101.8 |
107.4 |
103.9 |
102.9 |
|
Поставка российского газа за пределы России |
102.3 |
80.6 |
117.0 |
93.5 |
93.4 |
102.1 |
|
УГОЛЬ |
||||||
|
Добыча угля (всего) |
96.5 |
97.7 |
102.2 |
105.4 |
103.7 |
100.8 |
|
Общая поставка российского угля, |
100.5 |
97.7 |
98.2 |
100.0 |
98.8 |
102.8 |
|
В т.ч. на экспорт |
103.3 |
111.3 |
104.4 |
101.9 |
106.4 |
122.3 |
Окончание таблицы 1.2.
|
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ |
||||||
|
Выработка электроэнергии, всего |
101.9 |
91.7 |
101.3 |
101.1 |
100.8 |
100.9 |
|
Производство теплоэнергии, |
100.7 |
82.4 |
106.5 |
109.8 |
113.9 |
104.9 |
Рисунок 1.1. Структура потребляемой энергии в мире
и отдельных странах
Страны, взявшие курс на развитие атомной энергетики – Франция, Япония и ряд других за 25 лет коренным образом изменили энергетический баланс своей экономики и достигли выдающихся успехов в конверсии углеводородной энергетики, существенно подняли роль атомной энергетики, решили важные экологические проблемы (рис. 1.2.).
Рисунок 1.2. Изменение энергетического баланса во Франции и Японии
Потребление первичной энергии распределено по странам и регионам крайне неравномерно. На рис.1.3. приведены уровни ее потребления в 20 странах мира в 2005 г. Видно, что США, Китай и Россия – являются основными потребителями энергоресурсов: на них приходится более 40%.
Динамика цен на электроэнергию для промышленных потребителей в России, США, Евросоюзе и его отдельных странах приведена на рис. 1.4, а динамика подушевого потребления по состоянию на 2011 г.– на рис. 1.5. Высокий уровень энергопотребления характерен для стран, часть территории которых находится в крайних северных широтах.
Рисунок 1.3. Потребление первичной энергии в 20 странах - крупнейших потребителях в 2005 г. (млн. т у.т.)
Рисунок 1.4. Цена на электроэнергию для промышленных потребителей
В изменении структуры потребляемых энергоресурсов проявились важные закономерности, которые связаны с научно-техническим прогрессом и в целом с развитием экономик стран. Характерно, что при увеличении количества существенных источников энергии за 100 лет с двух до шести, ни один из них не утратил своего значения к началу XXI века. Они постепенно перешли в категорию традиционных, имеющих в балансе разную долю. Современные прогностические споры чаще всего и сводятся к определению доли каждого из них в будущем. По прогнозу IEA на период до 2030 г. (рис.1.6.) в мировом производстве электроэнергии ведущее место по-прежнему будут занимать уголь, природный газ и гидроэнергетика. Атомная энергетика сможет выйти на третье место не раньше 2050 г.
Рисунок 1.5. Подушевое энергопотребление в 2011г., МВт*ч/чел. в год
Рисунок 1.6. Мировое производство электроэнергии по источникам первичной энергии
Распределение добываемых в России энергетических ресурсов характеризуется высокой долей экспорта органического топлива (44%), также как и существенной долей затрат топлива на теплообеспечение (25%). По мнению ученых РАН, природный газ в нашей стране используется недостаточно эффективно. В устаревших котельных, работающих на газе, в основном, используются паровые турбины. Их КПД превращения энергии топлива (в данном случае газа) в электричество не превышает 32-34%. Использование парогазовых установок с КПД 52-56% позволило бы кардинально улучшить ситуацию. Замена паровых турбин на парогазовые установки позволило бы на 30-40% сэкономить использование газа на ТЭС, либо на столько же увеличить их мощность. В структуре производства энергии в нашей стране на долю газа приходится 46%.
Подобная ситуация ведет к расточительному расходу природного газа, как весьма ценного сырья, используемого в производстве конкурентных продуктов.
Состояние с переработкой газа в РФ и США в 2008 г. представлено «Промгазом» на рис. 1.7.
Рисунок 1.7. Переработка газа в РФ и США
Видна не только большая разница в доле включаемого в переработку газа в нашей стране (9%) и США (60,5%), но и особенно – в производстве сухого товарного газа (разница почти в 10 раз), этана, пропана, стабильного газового бензина, в использовании шахтного метана и ПНГ. Успехи в разработке новых весьма продуктивных научных направлений в газохимии настойчиво толкают производителей природного газа к дальнейшему освоению его новых разнообразных источников.
По разведанным доказанным запасам природного горючего газа Россия занимает первое место в мире. Предварительно оцененные запасы и прогнозные ресурсы существенно превышают накопленную добычу.
Рисунок 1.8. Распределение по степени освоения ресурсов нефти и природного газа в России
На рис. 1.8. показано распределение по степени освоения ресурсов нефти и природного газа в нашей стране.
Разведанные запасы нефти вместе с предварительно оцененными и прогнозными ресурсами существенно превышают накопленную добычу, составляющую всего 16%. Накопленная добыча природного газа – 5% свидетельствует, что, несмотря на динамичное развитие, страна пока находится на начальном этапе освоения его ресурсов. К сожалению, в нефтяной промышленности положение более сложное, связанное с тем, что в последние 20 лет мы не открыли крупных месторождений нефти, а прирост разведанных запасов за счет мелких месторождений и увеличение в эксплуатируемых запасах тяжелых нефтей требуют более интенсивного разворачивания поисковых геологических и геофизических работ.
Наиболее перспективными становятся шельфовые акватории, перспективные на нефть и газ, в первую очередь в арктических зонах России.
В условиях технологического обновления ядерной энергетики в России разведанные запасы урана не являются главным фактором ее ускоренного развития. Сегодня предприятия России производят в год лишь 3,5-4,0 тыс. т урана. Подтвержденные запасы урана по себестоимости добычи 1 кг урана до 80 долларов США составляют 170 тыс. т, при общих запасах 550 тыс. т. Эти известные запасы и прогнозные ресурсы урана достаточны для развития ядерной энергетики нашей страны при условии ее технологического перевооружения.
Опережающее развитие ядерной энергетики стало важным приоритетом энергетической безопасности России. При этом выделяются три важнейших составляющих ее технологической модернизации. Первой из них является постепенный перевод ядерной энергетики на замкнутый уран-плутониевый ядерный топливный цикл на базе реакторов на быстрых нейтронах (РБН). Вторая составляющая – реализация крупномасштабной программы устранения радиационных загрязнений, в основном связанных с производством оружия в период холодной войны, и третья – существенная поддержка развития атомной энергетики в мире с одновременным решением сложных проблем предотвращения «расползания» по миру ядерных оружейных материалов и «чувствительных» ядерных технологий – в первую очередь обогащения урана и переработки облученного ядерного топлива.
Совершенствование ядерного топливного цикла, его интернационализация, развитие лизинга обогащенного урана, возврат отработанного топлива в страну его производящую и даже лизинг ядерной энергии стали важными инициативами и предметом глубоких исследований, инициированных политическим руководством нашей страны и некоторых других стран, решительно поддержанные МАГАТЭ.
Прогнозируемые высокие темпы развития ядерной энергетики в мире – до 2000 ГВт в 2050 г. и 5000 ГВт в 2100 г., потребуют вовлечения в топливный ядерный цикл U238, развития технологий быстрых реакторов и возможно тория, т.к. имеющихся реальных запасов урана явно недостаточно. При использовании технологий открытого уран-плутониевого (U-Pu) топливного цикла потребуется для указанных объемов производства энергии на АЭС, оснащенных легководными реакторами, 14,0-16,0 млн. т природного урана. Даже прогнозных, пока не открытых ресурсов урана, при цене его добычи 250-300 долларов за 1 кг, пока не видно. Представляется, что сохранение и распространение действующих в настоящее время ядерных технологий с открытым U-Pu топливным циклом уже во второй половине текущего века будут нерентабельными.
Анализ тенденций внутреннего потребления энергетических ресурсов на фоне развития экономики России приведен в работах многих специалистов. В этих работах чаще всего сопоставляются тенденции в динамике валового внутреннего продукта, различных по уровню экономического развития стран, с уровнями потребления топливно-энергетических ресурсов и энергии в расчете на душу населения. Нужно отметить, что по этим показателям легко выделяются страны, различающиеся не только по уровням экономического и технологического развития, но и качеству жизни. При этом не отмечается прямых корреляций с климатическими условиями.
На рис. 1.9. отражена прогнозная динамика внутреннего потребления топлива и энергии в России за период с 2010 по 2020 гг., (также в % к 1990 г.).
На диаграмме хорошо видна депрессионная зона российской экономики 90-х годов с резким падением производства валового внутреннего продукта (почти на 40%) и потребления моторного топлива (45%) при более мягком снижении потребления тепла, электроэнергии и первичных энергетических ресурсов (на 30-20%). Особенно важным является заметное увеличение темпов роста ВВП и потребления электроэнергии при низких темпах увеличения потребления тепловой энергии, моторного топлива и первичных энергетических ресурсов. В этом проявляется положительное влияние курса руководства страны на существенное снижение энергоемкости российской экономики. Динамика энергоемкости приведена на рис. 1.10.
Рисунок 1.9. Динамика внутреннего потребления топлива и энергии,
в % к 1990 г.
Рисунок 1.10. Энергоемкость российской экономики
Хорошо видна положительная тенденция решения этой весьма сложной и давней проблемы.
Необходимо подчеркнуть, что при реализации мер, связанных с ресурсосбережением, в первую очередь с экономией топливно-энергетических ресурсов, имеется несколько направлений экономической политики.
При намеченных темпах экономического развития страны и сохранении энергоемкости ВВП на уровне 2010 г. за предстоящие 10 лет мы должны увеличить более чем на 1,0 млрд. т потребление топливно-энергетических ресурсов. При этом технологическое перевооружение (особенно ТЭС, работающих на природном газе) не может сыграть решающей роли.
Опыт многих стран, решивших удовлетворительно эту задачу, свидетельствует, что главный резерв в снижении потребления топливно-энергетических ресурсов заключен в структурной перестройке экономики, ориентированной на снижение энергоемкости ВВП. При этом мы должны иметь в виду, что к 2020 г., при планируемом значительном объеме экспорта топливно-энергетических ресурсов, медленном развороте структурной перестройки экономики страны и отставании геологоразведочных работ, контрольная цифра внутреннего потребления этих ресурсов на наш взгляд, может быть близкой к 2,0 млрд. т условного топлива в год.
Динамика потребления электроэнергии по годам представлена на рис.1.11., а ввод новых энергомощностей – на рис. 1.12.
Рисунок 1.11. Динамика потребления электроэнергии в 2000-2012 гг.
Рисунок 1.12. Ввод новых энергомощностей, ГВт
В табл. 1.3. отражены ключевые показатели функционирования электроэнергетики за 2011-12 гг., в в табл. 1.4. - отпуск тепловой энергии за 2011–2012 гг.
Таблица 1.3.
Ключевые показатели функционирования электроэнергетики
в 2012 г. в сравнении с 2011 г.
|
Показатель |
2011 г. |
2012 г. |
2012 г. к 2011 г., % |
|
Централизованное электропотребление, млрд. кВт-ч |
1021,1 |
1037,7 |
101,6 |
|
Установленная мощность электростанций ЕЭС России, тыс. МВт |
218,2 |
223,1 |
102,2 |
|
Совмещенный максимум потребления по ЕЭС России, МВт |
147 769 |
157 425 |
106,5 |
|
Максимум нагрузки электростанций по ЕЭС России, МВт |
149 603 |
158 986 |
106,3 |
|
Производство электроэнергии всего,млрд кВт-ч, |
1040,4 |
1053,5 |
101,3 |
|
в т.ч. ТЭС |
702,2 |
710,5 |
101,2 |
|
ГЭС |
165,1 |
165,4 |
100,2 |
|
АЭС |
173,0 |
177,6 |
102,7 |
|
Отпуск тепловой энергии централизованными источниками теплоснабжения, млн Гкал |
493,7 |
490,6 |
99,4 |
|
Поставка топлива |
|||
|
газа, млрд куб. м |
167,4 |
165,5 |
98,8 |
|
угля, млн т |
127,2 |
127,8 |
100,2 |
|
мазута, млн т |
2,76 |
1,82 |
66,2 |
|
Среднеотпускной тариф для населения, коп./кВт-ч |
179,5 |
183,0 |
101,9 |
|
Среднеотпускной тариф для прочих потребителей, |
239,3 |
229,3 |
95,8 |
Таблица 1.4.
Отпуск тепловой энергии по федеральным округам за 2011–2012 гг.
|
Федеральный округ |
Отпуск теплоэнергии, млн. Гкал |
||
|
2011 г. |
2012 г. |
2012 г. к 2011 г., % |
|
|
Центральный |
106,2 |
107,9 |
+1,6 |
|
Северо-Западный |
42,1 |
42,7 |
+1,5 |
|
Южный |
15,7 |
15,0 |
-4,4 |
|
Северо-Кавказский |
2,4 |
2,3 |
-2,8 |
|
Приволжский |
148,0 |
141,6 |
-4,3 |
|
Уральский |
50,4 |
49,2 |
-2,4 |
|
Сибирский |
100,9 |
103,3 |
+2,4 |
|
Дальневосточный |
28,0 |
28,6 |
+2,1 |
|
Итого |
493,7 |
490,6 |
-0,6 |
На рис. 1.13. приведены динамические показатели потребности России в топливно-энергетических ресурсах в условиях различного подхода к развитию экономики страны.
Рисунок 1.13. Динамика потребности в топливно-энергетических ресурсах
Ярковыраженная неравномерность географического распределения запасов и добычи топливно-энергетических ресурсов в мире, являющихся невозобновляемыми, определяется особенностями геологической истории развития Земли и ни в коей мере не связана причинно с существующими границами государств. Именно поэтому любые прямые посягательства на обладание источниками энергетических ресурсов, расположенных за пределами собственных территорий, или акваторий, нарушающих Конвенцию ООН, обычно рассматриваются как агрессивные действия, грубо нарушающие основы международного права. Огромное геополитическое значение приобрела проблема владения топливно-энергетическими ресурсами, и эта проблема относится к категории важнейших в международных отношениях. В международном праве ей уделяется большое внимание. Многие исследователи часто ссылаются при анализе причин конфликтов между странами и группами стран, на их стремление с помощью силовых и иных приемов овладеть не принадлежащими им энергетическими ресурсами.
Для исключения конфликтных ситуаций широко используются договорные отношения между государствами, вырабатываются международные принципы энергетической безопасности.
Международная деятельность и внешняя политика в области энергетики призваны обеспечить сохранение энергетической безопасности и независимости нашей страны. Для успешного решения этой главной задачи потребуется восстановить и укрепить экономические позиции России в ряде регионов за ее пределами, найти эффективные инструменты сотрудничества в рамках СНГ и мирового сообщества в целом. Нужно обеспечить условия для максимально эффективной реализации экспортных возможностей отечественного ТЭК, ускоренного решения проблем развития современного отечественного энергетического, электротехнического, нефтегазового и горного машиностроения и транспортных средств, организовать расширение их экспорта. Необходимо способствовать привлечению зарубежных инвестиций для ТЭК и смежных областей, существенно расширить международное сотрудничество в разработке научно-технологических проблем и подготовке научных и инженерных кадров, технического персонала и рабочих высокой квалификации.
Отношения со всеми зарубежными государствами, организациями и компаниями должны строиться исходя из приоритета национальных интересов России, на взаимовыгодных началах. При этом государством рекомендуются любые формы участия иностранного капитала в ТЭК России и симметричные формы участия национального капитала в энергетике других стран. Энергетические проблемы должны решаться на справедливой основе, путем переговоров, при отсутствии политического и силового давления на партнеров.
Основным принципом энергетической безопасности в нашей стране и в мире, которым должны руководствоваться производители и потребители энергетических ресурсов должен стать принцип их рационального потребления. Своевременная подготовка их запасов к освоению, возможность замены исчерпаемого ресурса и диверсификация видов топлива и энергии должны стать основной научно-технологической задачей, к решению которой должны привлекаться ученые и специалисты разных стран, наиболее успешные производственные объединения. Экологическая приемлемость крупномасштабного освоения новых источников энергии должна определяться международными организациями экспертов, с широким использованием опыта МАГАТЭ.
Международная доктрина энергетической безопасности и увязанные с ее основными положениями законы отдельных (особенно развитых) стран в совокупности должны стать важными документами ООН, направленными на развитие и укрепление принципов мирового содружества, с отрицанием противостояния.
1.3. Государственная энергетическая политика России
1.3.1. Актуальность энергосбережения и повышения эффективности использования ТЭР
Семьдесят лет советский народ строил новое общество в огромной стране, будучи убежденным, что природные ресурсы ее неисчер паемы. Главным показателем считалась не эффективность производства, а объемы выпускаемой продукции и справедливое распределение благ. Пренебре жение экономической целесообразностью стало одной из глав ных причин расточительства в использовании ресурсов, в т.ч. и энергетических. Это привело, во-первых, к тому, что при сравнении вари антов строительства промышленных объектов часто использовались не относительные, а натуральные показатели – расходы металла, цемента, трудозатрат и пр., – не дающие целос тного представления об истинной экономической эффектив ности. В экономических взаимоотношениях между предприя тиями и предприятий с государством использовались директивные цены на энергоресурсы и другие виды продукции. Это способствовало тому, что заложенные в про екты энергосберегающие мероприятия и технологии на пра ктике оказывались экономически невыгодными и в большинстве случаев не реализовывались.
Кроме того, государство занижало цены на энергоресурсы, несмотря на высокую и растущую их стоимость на мировом рынке. Делалось это для искусственного создания экономической конкурентоспособности производимой продукции и дешевизны услуг, оказываемых на селению. А на практике получалось, что экономические про счеты, связанные с низкой производительностью труда и неэф фективностью управления, во многом оплачивались перерасхо дом дешевых энергоресурсов, ложась дополнительным бременем на топ ливно-энергетический комплекс и народное хозяйство в целом.
Во-вторых, государством был установлен приоритет плана над экономической эффективностью. Когда не хватало денег на строительство запланированных объектов, то урезались запланированные сметные затраты, в первую очередь на экологи ческие и энергосберегающие мероприятия. По этой причине чаще всего не осуществлялась установка устройств, пред назначенных для улавливания загрязнений, использования уходящего тепла, регулирования энергопотребления и т.д. Российский энергетический сектор - один из основных источников загрязнения окружающей среды. На его долю приходится более 50 процентов выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух и более 20 процентов сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водоемы, а также более 70 процентов суммарной эмиссии парниковых газов в Российской Федерации. (Стратегия 2030)
В-третьих, при опре делении проектных показателей эффективности энергоиспользования не учитывались в полной мере реальные условия эк сплуатации. В действительности реальные показатели эф фективности теплофикации оказывались намного ниже заложенных в проекте.
Немаловажное значение в использо вании энергоресурсов отводится человеческому факто ру. Основную негативную роль здесь играли от чужденность людей от исполняемого ими дела; отсутствие или мизерность экономического стимулирования труда вообще и вознаграждений за принятие и реализацию более экономич ных решений.
В силу исторически сложившихся причин, для российского производства характерна высокая, в 2-4 раза превышающая показатели развитых стран, энергоемкость и, даже при сравнительно низких тарифах на топливно-энергетические ресурсы, высокий уровень соответствующих удельных издержек. Сохранение высокой энергоёмкости российской экономики приводит к снижению энергетической безопасности России и сдерживанию экономического роста. Выход России на стандарты благосостояния развитых стран на фоне усиления глобальной конкуренции и исчерпания источников экспортно-сырьевого типа развития требует кардинального повышения эффективности использования всех видов энергетических ресурсов.
В связи с этим Указом Президента Российской Федерации от 4 июня 2008 г. № 889 «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики» поставлена глобальная задача снижения энергоёмкости ВВП России к 2020 году не менее чем на 40% по сравнению с 2007 годом.
Кроме того, при определении Президентом Российской Федерации основных направлений модернизации и технологического развития экономики России в июне 2009 года, первым из пяти этих направлений определены энергоэффективность и энергосбережение. Энергосбережение – процесс многогранный и охватывает разные сферы человеческой деятельности. По сути, это культура и образ жизни народа, общества, вырабатывающий определенный психологический алгоритм поведения. Развитие экономики невозможно без выработки психологии бережного и эконом ного использования имеющихся энергетических и сырьевых ресурсов, использования опыта, наработанного в этой области другими странами. Это важнейшая на сегодня сфера дея тельности, ресурс повышения конкурентоспособности про мышленного производства, способ интеграции экономики в международный рынок.
Энергосбережение – это процесс, при котором сокращает ся потребность в энергоресурсах и энергоносителях в расчете на единицу конечного полезного эффекта, на единицу веса продукции, на единицу площади производственных и жилых зданий для поддержания в них требуемых температуры и влажности. Энергосбереже ние – это не только экономия энергии, но и обеспечение усло вий для наиболее эффективного ее использования а также повышение конкурентоспособности выпускаемой продукции.
Традиционно потребление энергии разделяют на три нап равления: потребление электроэнергии, потребление теплоэнергии, сжигание топлива.
Сбережение электроэнергии, благодаря высокой степени оснащенности приборами учета и квалификации обслуживаю щего персонала, имеет потенциал около 30 % от величины потребления. Резервы экономного расхода электроэнергии – это автоматизация технологических процессов и оборудования, применение прогрессивных технологических процессов, использование для привода совершенных электродвигателей, применение при электронагреве способов и устройств, имеющих высокий КПД, уменьшение потерь при передаче электроэнергии.
Сбережение теплоэнергии (худшая оснащенность, боль ший объем потребления) имеет потенциал около 40 % от уровня. Сбережение топлива при непосредственном его сжигании (химическая промышленность, промышленность строитель ных материалов, сельское хозяйство, коммунально-бытовой сектор) имеет потенциал 45 % от уровня потребления.
По экспертным оценкам, при выполнении всех организационных и технических мероприятий по энергосбережению можно уменьшить потребление ТЭР почти в 2 раза.
Энерго- и ресурсосбережение является одним из важнейших факторов, обеспечивающих эффективность функционирования отраслей и экономики в целом. Оно достигается посредством использования ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий; своевременным переходом к новым техническим решениям, технологическим процессам и оптимизационным формам управления; повышением качества продукции; использования выгод международного разделения труда и другими мерами. Внедрение энергосберегающих технологий не только приводит к снижению издержек и повышению конкурентоспособности продукции, но и способствует повышению устойчивости ТЭК и улучшению экологической ситуации.
Современное энергосбережение базируется на трех основ ных принципах:
во-первых, не столько жесткая экономия ТЭР, сколько их рациональное использование, включая поиск и раз работку новых нетрадиционных источников энергоснабжения;
во-вторых, повсеместное использование как бытовых, так и промышленных приборов учета и регулирования (желательно автоматического) расхо да электрической и тепловой энергии;
в-третьих, внедрение новейших технологий, способству ющих сокращению энергетических потерь как при изготовлении элементов зданий, так и при их эксплуатации.
Исходя из этого, в энергосбережении выделяют следующие группы мероприятий, обеспечивающие эффективное энергоиспользование и рациональное использование топливно-энер гетических ресурсов:
Ключевое значение во всем комплексе ресурсосбережения на данном этапе имеет энергосбережение – по оценкам специалистов, надежно обеспечить потребности страны в условиях инновационного (базового) сценария развития экономики возможно лишь при снижении удельной энергоемкости ВВП не менее чем вдвое.
Для решения этой задачи Минэнерго России разработан комплексный план действий по повышению энергоэффективности российской экономики. Он включает пять основных направлений:
По каждому из этих направлений разработаны конкретные мероприятия и уже осуществляется их активная реализация.
Особенное значение имеет промышленная стратегия развития энергетики, предполагающая меры, стимулирующие:
Для реализации энергосберегающих мероприятий требуется вложение финансовых средств приблизительно в 2–4 раза меньше, чем при создании новых энергетических источников. Поэтому повышение энергоэффективности может быть резервным источником роста экономики за счет перераспределения высвобождающихся финансовых ресурсов.
Продолжается активная работа по государственному мониторингу и контролю за эффективным использованием энергоресурсов (в том числе в сфере электроэнергетики и теплоснабжения, удельный вес которой в общем объеме потребления топлива в стране составляет около 70%). Государственной Думой ФС РФ 23 ноября 2009 года принят федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». К преимуществам федерального закона «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности» необходимо отнести регулирование вопросов нормирования энергоемкости энергооборудования, проведение обязательного энергоаудита предприятий с государственной долей собственности, разработку программ энергосбережения на федеральном, региональном и муниципальном уровнях, формирования государственного реестра энергосбережения.
По инициативе Минэнерго России создан и функционирует межведомственный Координационный совет по проблемам энергосбережения и энергоэффективности, связям с бизнесом и регионами, основной задачей которого является содействие в реализации инновационных и инвестиционных проектов по энергосбережению и повышению энергоэффективности, использованию возобновляемых источников энергии и экологически чистых технологий на основе частно-государственного партнерства.
Минэнерго России проводится организационная работа по формированию структуры управления энергосбережением в Российской Федерации, в частности, по созданию Федеральной энергосервисной компании (ФЭСКО) с целью выполнения комплекса энергосберегающих мероприятий, прежде всего, в федеральной бюджетной сфере.
Совместным приказом Минэкономразвития России и Минэнерго России от 13 января 2009 года № 4/1 образована Межведомственная рабочая группа по проблемам энергосбережения и повышения энергетической эффективности в целях координации деятельности и выработки согласованных решений Минэкономразвития России и Минэнерго России.
Минэнерго России разработана Государственная программа энергосбережения.
Разработан план действий по информационной поддержке энергосбережения и энергоэффективности.
Показатели конечного результата решения тактической задачи по содействию внедрению энергосберегающих технологий – это показатели экономии и удельного потребления энергоресурсов (по основным видам ресурсов). Соответственно, показатели решения данной задачи:
По звеньям процесса производства энергии энергетические потери рассредоточены крайне неравномерно (табл. 1.5.).
Из приведенных данных видно, что полные потери распре деляются между производством энергоресурсов, включая их транспортировку, и потреблением конечных энергоносителей примерно поровну (10,4 и 10,9 млн. т условного топлива). Большая же часть возвратных потерь (более 60 %) сконцен трирована в процессах потребления. Потери на этой стадии обладают более высоким энергетическим по тенциалом, обеспечивающим экономическое преимущество в их реализации, и по уровню понесенных затрат в предыдущих звеньях обходятся дороже. Отсюда следует, что при организа ции энергосбережения первоочередное внимание должно быть уделено именно данному виду потерь.
Таблица 1.5.
Распределение энергетических потерь по стадиям энергопроизводства
|
Показатель |
Потери полные, |
Потери возвратные млн т у.т. |
|
Добыча, переработка и транспортировка топлива |
0,4 |
0,3 |
|
Генерирование электроэнергии |
5,8 |
2,2 |
|
Выработка теплоты |
2,2 |
1.0 |
|
Потери в электросетях |
1.0 |
0,3 |
|
Потери в теплосетях |
1,0 |
0,8 |
|
Потребление электроэнергии |
1,4 |
0,4 |
|
Потребление теплоты |
3,1 |
2,5 |
|
Непосредственное потребление топлива |
6,4 |
4,2 |
|
Всего потерь |
21,3 |
11,7 |
Россия располагает значительными запасами энергетических ресурсов и мощным ТЭК, который является базой развития экономики, способствует консолидации субъектов Российской Федерации и усилению ее геополитического влияния, во многом определяет формирование основных финансово-экономических показателей страны. Природные топливно-энергетические ресурсы являются не только реальными конкурентными преимуществами, но и национальным достоянием России, а производственный, научно-технический и кадровый потенциал энергетического сектора экономики имеют немалые резервы и возможности развития.
Вместе с тем, нынешнее состояние топливно-энергетического комплекса характеризуется рядом негативных явлений и тенденций:
Кризисные явления в мировой и российской экономике, нестабильность энергетических рынков определяют резкие изменения спроса на энергетические ресурсы внутри страны, при этом необходимость наполнения бюджета средствами, требуемыми для решения социальных и экономических проблем, потребует удержания конкурентных позиций на внешних рынках.
Необходимо превратить ТЭК в финансово устойчивый, экономически эффективный, соответствующий экологическим стандартам, оснащенный передовыми технологиями и высококвалифицированными кадрами комплекс – надежную и эффективную инфраструктуру, обеспечивающую удовлетворение экономически обоснованных потребностей российской экономики и позволяющую решать задачи национальной, региональной и глобальной энергетической безопасности.
Эффективность ТЭК – показатель, выражаемый в виде соотношения между полезным результатом функционирования ТЭК и затратами ресурсов. Это комплексная категория, определяемая техническим состоянием предприятий ТЭК, их энергоемкостью, пропускной способностью инфраструктуры, состоянием сырьевой базы и рациональностью использования ресурсов.
Повышение экономической эффективности энергетики полностью соответствует заявленным Правительством Российской Федерации приоритетным направлениям развития России, Энергетической стратегии Российской Федерации до 2020 года, Положению о Минэнерго России, постановлениям Правительства Российской Федерации, касающимся деятельности ТЭК.
Эффективный ТЭК России – это важнейший элемент национальной конкурентоспособности, обеспечивающий современную инфраструктуру для промышленности, дающий возможность для освоения новых регионов страны и снижающий себестоимость товаров и услуг, произведенных на территории Российской Федерации. Поэтому эффективное развитие ТЭК страны напрямую связано с повышением эффективности промышленного производства и решением ключевых задач социально-экономического развития.
Энергетическая стратегия России на период до 2020 года предусматривает выполнение ряда действий:
Для общей оценки степени достижения данной стратегической цели предлагаются следующие показатели:
Представленные выше меры сгруппированы в тактические задачи, решение которых и позволит добиться повышения эффективности ТЭК.
Необходимо продолжение преобразований в отраслях топливно-энергетического комплекса России, что связано, прежде всего, с реформированием естественных монополий в отраслях ТЭК и реструктуризации угольной промышленности.
Целями реструктуризации естественных монополий в отраслях ТЭК в целом являются повышение эффективности и инвестиционной привлекательности этих отраслей, снижение издержек потребителей их услуг при условии надежного удовлетворения платежеспособного спроса, развитие рыночных отношений и механизмов в сфере топливо- и энергоснабжения. При этом преобразования в отраслях ТЭК не должны приводить к нарушению странового единства инфраструктуры, потере технологичной целостности, управляемости и надежности систем топливо- и энергоснабжения.
Структурные преобразования в этих отраслях Министерство контролирует посредством реализации мер нормативно-правового характера, разрабатывает концепции, стратегии и программы, проводит согласительные процедуры.
Энергетическая стратегия России на период до 2030 года (ЭС-2030) как логическое продолжение ЭС-2020 утверждена распоряжением Правительства РФ от 13 ноября 2009 г. № 1715-р.
В электроэнергетике цели и задачи реформы определены постановлением Правительства от 11.07.2001 № 526 «О реформировании электроэнергетики Российской Федерации».
Структурная реформа электроэнергетики позволила перейти к созданию полноценных рыночных отношений и условий развития конкуренции в этом секторе ТЭК. Основным фактором этих процессов является формирование оптового рынка электроэнергии и мощности. Целевая модель рынка электрической энергии предполагает следующие основные принципы работы оптового и розничных рынков:
Минэнерго России утверждено в качестве органа, контролирующего работу Некоммерческого партнерства «Совет рынка по организации эффективной системы оптовой и розничной торговли электрической энергией и мощностью» (Далее – Совет рынка) (постановление Правительства Российской Федерации от 4 августа 2008 г. № 581 «Об уполномоченном федеральном органе исполнительной власти по контролю за деятельностью совета рынка»). В этой структуре сосредоточены все рычаги управления рынком электроэнергии, рычаги, в которых представлен и поставщик и потребитель. Основная функция Совета рынка – организация эффективной работы оптового и розничного рынков электроэнергии и мощности. Эксперты Совета рынка (в их число входят представители Минэнерго России) разрабатывают механизмы регулирования рынка – стандарты, правила и рекомендации, которые позволяют всем секторам отрасли эффективно взаимодействовать на рынке.
В рамках совершенствования правовых и земельных отношений в сфере электроэнергетики, для организации государственного контроля в сфере электроэнергетики в условиях новой структуры федеральных органов исполнительной власти и ликвидации ОАО РАО «ЕЭС России» для реализации Федерального закона от 4 ноября 2007 г. № 250-ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в связи с осуществлением мер по реформированию Единой энергетической системы России» (далее – Федеральный закон) Минэнерго России выпущен ряд постановлений и распоряжений.
Преобразования в нефтегазовом комплексе направлены, как и в случае реформы электроэнергетики, на повышение эффективности функционирования как самой отрасли, так и связанных отраслей промышленности, что должно способствовать укреплению энергетической безопасности страны, а так же обеспечить стабильный рост экономики, сопровождаемый повышением конкурентоспособности предприятий, качества услуг и продукции, либерализацию рынка газа.
В соответствии с этим, рабочей группой по вопросам развития независимых нефтедобывающих организаций выработаны предложения и рекомендации по мерам для устранения избыточных административных барьеров с учетом специфики деятельности независимых нефтедобывающих организаций в рамках своей компетенции.
В сфере совершенствования налоговой и тарифной политики в отраслях ТЭК Минэнерго России реализован ряд мероприятий.
В целях дальнейшего стимулирования увеличения объемов добычи нефти 27 июля 2008 года принят Федеральный закон № 158-ФЗ «О внесении изменений в главы 21, 23, 24, 25 и 26 части второй Налогового кодекса Российской Федерации и некоторые другие акты законодательства Российской Федерации о налогах и сборах», согласно которому с 1 января 2009 года, в частности:
В целях исчисления налога на прибыль организаций, с 1 января 2009 года сокращается срок признания расходов на приобретение лицензий на право пользования недрами до 2 лет, изменяется механизм и правила начисления амортизации за счет перехода к начислению амортизации по группе объектов основных средств, что позволит значительно ускорить процесс списания стоимости амортизируемого имущества, в том числе в нефтедобывающей отрасли, а также существенно сокращаются сроки полезного использования инструментов, приспособлений, оборудования и иных видов амортизируемых основных средств, используемых при нефте- и газодобыче.
Размеры ставок акцизов на нефтепродукты на 2009 и 2010 годы сохранены на уровне 2008 года. С 2011 года предусмотрена дифференциация данных ставок по принципу снижения ставки акциза на продукцию более высокого качества в соответствии с техническим регламентом «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту», утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 27 февраля 2008 года № 118.
Федеральным законом от 3 декабря 2008 г. № 234-ФЗ «О внесении изменений в статью 3 Закона Российской Федерации «О таможенном тарифе» сокращается с 2 до 1 месяца, как период мониторинга цен на нефть на европейских рынках в целях исчисления размера вывозной таможенной пошлины на нефть и нефтепродукты, так и срок их действия, а также вдвое сокращается время принятия соответствующего нормативного акта Правительства Российской Федерации.
В газовой промышленности в целях перехода к реализации газа, добываемого ОАО «Газпром» и его аффилированными лицами, по нерегулируемым государством ценам с использованием биржевых технологий на постоянной основе Правительством Российской Федерации принято постановление «О реализации газа с использованием биржевых технологий» от 16.04 2012г. №323.
Угольная промышленность в настоящий момент находится в завершающей стадии структурных преобразований. Начиная с 2006 года реализуется программа мероприятий по реструктуризации угольной промышленности, что сопровождается снижением доли угля, производимого убыточными предприятиями. К настоящему времени осуществлен ряд мер по изменению экономической основы функционирования отрасли. В результате реструктуризации 203 особо убыточных, неперспективных и опасных по горно-геологическим условиям предприятий прекратили добычу угля (шахт – 188, разрезов – 15). На 198 предприятиях завершена техническая ликвидация. Однако в российской угольной промышленности сохраняется существенная доля предприятий, уменьшающая добавленную стоимость вместо ее создания.
Сегодня для повышения эффективности угольной отрасли и ТЭК в целом необходимо своевременное выполнение мероприятий программы реструктуризации предприятий угольной промышленности, обеспечивающей сохранение в отрасли только эффективных производителей. Кроме того, для планомерного обновления основных производственных фондов отрасли необходима государственная поддержка, в частности, для выполнения задач по субсидированию инвестиционных проектов в угольную промышленность.
В рамках осуществляемой государственной энергетической политики одной из приоритетных задач для Минэнерго России является развитие новых, перспективных направлений энергетики, направленных на снижение экологической нагрузки на природный комплекс Российской Федерации. В современных условиях – это важнейший инструмент диверсификации портфеля энергоресурсов по видам топлива и, как следствие, снижения рисков, связанных с энергобезопасностью.
Важнейшими шагами в этом направлении должно стать более широкое использование возобновляемых и альтернативных источников энергии, разработка и освоение инновационных технологий в области энергетики, развитие низкоуглеродной энергетики.
В 2008 году в указанной сфере Министерством был разработан целый ряд нормативных правовых актов, направленных на создание условий, стимулирующих развитие использования возобновляемых источников энергии для производства электрической энергии, а также использования экологически чистых производственных технологий:
Создан информационно-аналитический комплекс оценки воздействия хозяйствующих субъектов ТЭК на окружающую среду и климат.
Показатели, характеризующие решение этой задачи:
Международное сотрудничество в сфере энергоэффективности – одно из важных направлений в деятельности Минэнерго России. В реализации ряда проектов энергосбережения и энергоэффективности уже используется передовой опыт развитых стран, а достижения в области энергоэффективности учитываются при формировании основополагающих документов в этой сфере.
Энергодиалог Россия-ЕС ведется с октября 2000 года и предусматривает сотрудничество в том числе и в области энергоэффективности.
Министерством энергетики Российской Федерации заключены меморандумы и декларации о сотрудничестве в сфере энергоэффективности с профильными министерствами Франции, Италии, Японии, Нидерландов, Дании, Великобритании. В стадии подготовки соглашения с рядом других стран.
В рамках российско-американской президентской комиссии 8-10 июля 2009 г. была достигнута договоренность между Президентами России и США о создании межведомственной Рабочей группы по энергетике и окружающей среде. Среди обсуждаемых тем сотрудничества – ряд энергетических вопросов, в том числе проекты в сфере энергоэффективности.
Министерство энергетики РФ представляет нашу страну в различных организациях и образованиях в сфере энергоэффективности и энергосбережения.
RUDEA
Российско-Германское энергетическое агентство (RUDEA) создано по инициативе Президента Российской Федерации Д.А.Медведева и Федерального канцлера ФРГ А.Меркель в 2009 году.
RUDEA и призвано способствовать использованию потенциала энергосбережения в России, прежде всего, на основе внедрения рациональных и экологически чистых способов выработки, преобразования и использования энергии, реализации пилотных проектов в области эффективного использования энергии. Создание данного агентства является платформой для практической реализации международного партнерства в области энергоэффективности между Россией и Германией.
IPEEC
IPEEC (The International Partnership for Energy Efficiency Cooperation) - Международное партнерство по сотрудничеству в области энергоэффективности. Первое заседание Исполнительного комитета IPEEC состоялось в Париже в сентябре 2009 года.
Членами партнерства являются Россия, Италия, США, Бразилия, Канада, Франция, Германия, Япония, Республика Корея, Мексика, Китай, Великобритания и Еврокомиссия в качестве наблюдателя.
IPEEC оказывает поддержку в работе, проводимой странами-участницами и соответствующими организациями в целях повышения энергетической эффективности. Это дополнительный инструмент к Рамочной конвенции ООН об изменении климата.
Партнерство опирается на опыт и работу, проводимые международными организациями и финансовыми институтами, научно-исследовательскими организациями, частным сектором, поддержка общественности - частного партнерства.
Основной целью этого партнерства является содействие развитию энергоэффективности на глобальном уровне путем обмена информацией о наилучшем опыте и мерах, способствующих повышению энергоэффективности.
Кроме Положения о международном партнерстве по сотрудничеству в области энергоэффективности (IPEEC) на встрече подписан Меморандум между IPEEC и Международным энергетическим агентством (МЭА) о размещении при МЭА секретариата партнерства.
Энергетический диалог Россия-ЕС
Сотрудничество в области энергоэффективности, энергосбережения и возобновляемых энергоресурсов является важным, приоритетным направлением Энергодиалога Россия-ЕС с 2000-го года. С этого момента стало развиваться Стратегическое партнерство в энергетическом секторе Россия-ЕС. После второго совещания Постоянного совета партнерства (ПСП) России-ЕС по энергетике, проведенного в Москве 8 декабря 2006 года, Россия и ЕС согласились продлить срок полномочий Тематической группы по энергоэффективности. Было также согласовано, что эта группа может опираться на проделанную работу и результаты, полученные предыдущей Совместной тематической группой по энергоэффективности и энергосбережению.
Совместная тематическая группа по энергоэффективности ставит своей задачей:
Важным приоритетным направлением в деятельности Совместной тематической группы по энергоэффективности является и впредь будет являться реализация Инициативы по энергоэффективности Россия-ЕС.
Основное внимание было уделено взаимодействию по дальнейшей разработке институциональной, законодательной и финансовой базы в области энергоэффективности, энергосбережения и возобновляемых энергоресурсов.
Приоритетные области Инициативы по энергоэффективности России-ЕС
Ключевую роль для определения важнейших направлений деятельности в рамках Энергодиалога должна сыграть Дорожная карта в области энергетики до 2050 года. Кроме того, в 2009 году был подписан Меморандум о механизме раннего предупреждения, задача которого – заблаговременно определить проблемы и риски, связанные с поставками и спросом на энергоносители и минимизировать последствия возможных перебоев, связанных с поставкой в Европу. Этот механизм уже доказал свою эффективность. Для снижения этих рисков Россия, совместно с Европой успешно реализует два крупных инвестиционных проекта – Северный и Южный поток.
Россия и Евросоюз найдут баланс между свободой выбора и экономической целесообразностью. Центральной точкой сотрудничества и взаимодействия между Россией и Евросоюзом является газовая сфера. В этом необходимо научиться слушать друг друга, говорить на одном языке. Необходимо активнее формировать взаимодействие как на правительственном уровне, так и на уровне компаний.
Европейцы, в свою очередь, определяют важность России как стратегического партнера Европы. Страны схожи в энергетической сфере - необходимости модернизации энергетики, улучшение инвестиционного климата, сокращении административных барьеров, обеспечении энергетической безопасности.
Сотрудничество в сфере улучшения рационального использования энергии во всех секторах экономики и рост использования возобновляемых энергоресурсов представляют общий интерес для России и ЕС в подходе к повышению конкурентоспособности экономики России и ЕС, наличия доступных по цене энергоресурсов, включая удаленные районы,и содействие обеспечению экологической устойчивости в России и ЕС.
В России и ЕС уже достигнут существенный прогресс в этих областях, однако предстоит реализовать как в России, так и в ЕС их огромный, пока еще неиспользуемый потенциал. Общее энергопотребление в России и ЕС продолжает расти, и как следствие этого - возрастают выбросы CO2.
Перед Россией и ЕС стоит большая сложная задача – устранение взаимовлияния экономического роста от роста энергопотребления и выбросов парниковых газов. Для этого необходимы серьезные усилия в плане более эффективного использования энергоресурсов по всей цепочке – от производства энергии до ее потребления – при сохранении реального устойчивого роста.
Россия и ЕС разделяют общие интересы в углубленном понимании подходов и методов энергосбережения и энергоэффективности, взаимного обмена передовым опытом и эффективными технологиями, способности наращивать потенциал по их применению и повышать информированность общественности, что будет способствовать улучшению энергоэффективности и использованию возобновляемых энергоресурсов.
Одной из важных форм международного сотрудничества являются совместные проекты.
Реализованные совместные проекты
Гармонизация политик Российской Федерации и ЕС в сфере энергетики (2005-2006 г.г.)
Этот проект содействовал Энергодиалогу Россия-ЕС по гармонизации политик в сфере энергетики. Проект содержал оценку энергопотребления/энергоснабжения; условия и барьеры для инвестирования.
Энергоэффективность на региональном уровне в Архангельской, Астраханской и Калининградской областях (реализовано в 2006-2007 годах.)
Проект содействовал сотрудничеству России и ЕС в сфере разработки рекомендаций по долгосрочной политике в сфере энергоэффективностии определения проектов по энергоэффективности, которые экономически осуществимы в Архангельской, Астраханской и Калининградской областях. В рамках этого проекта были организованы семинары в Архангельске, Астрахани и Калининграде по росту региональных мощностей для самостоятельного обеспечения регионального энергобаланса. Были сделаны доклады по региональному энергобалансу.
Каждому региону была дана определенная целевая группа, были определены реальные цифры по инвестированию проекта в рамках проекта и каждого региона. По каждому региону была проанализирована продуктивность определенных инвестиционных проектов в сфере энергоэффективности:
Возобновляемые энергоресурсы и восстановление малых гидроэлектростанций (проект начат в сентябре 2007 г.)
Проект содействует сотрудничеству России-ЕС в области политики в сфере возобновляемых энергоресурсов и законодательства, программ по внедрению использования возобновляемых энергоресурсов в России на федеральном и региональном уровнях. Проект реализуется во взаимодействии с Федеральным Правительством и Астраханской и Нижегородской областями, и Краснодарским краем.
Использование попутного газа в России, устранение барьеров и привлечение инвестиций (совместное исследование опубликовано в июле 2007 г.)
Результаты проекта: проанализированы основные проблемы, связанные с использованием попутного нефтяного газа в России, местный и международный опыт по сокращению сжигания попутного газа. Определены основные барьеры для привлечения инвестиций. Проведена оценка экономической эффективности проектов по росту использования попутного нефтяного газа. В исследовании предложены пути для усовершенствования нормативно-законодательной базы, регулирующей использование попутного нефтяного газа.
Разрабатываемые проекты
1) Инвестиционные проекты в сфере энергоэффективности в регионах России
Проект будет содействовать сотрудничеству России-ЕС благодаря анализу регионального потенциала в энергосбережении и потенциала снижения выбросов парниковых газов в различных секторах, механизмов поощрения и потенциала по использованию механизма осуществления природоохранной деятельности (JI) в энергетическом секторе России.
Работе Тематической группы будут также содействовать исследования, тренинги и распространение информации, стимулирование сотрудничества между компаниями России и ЕС.
2) Сотрудничество между российскими и европейскими агентствами по энергетике в сфере улучшения энергоэффективности в зданиях Проект имеет целью укрепление сотрудничества между российскими и европейскими агентствами по энергетике для достижения повышения энергоэффективности в строительном секторе в России. Особое внимание будет уделено повышению энергоэффективности в административных зданиях. Идея проекта основывается на предложении агентств по энергоэффективности в ЕС (Dena, SenterNovem, Austrian Energy Agency), а также в России (Свердловская область, республики Татарстан и Удмуртия, Краснодарский край).
3) Три проекта Партнерства в сфере окружающей среды северного измерения по капитальному ремонту районных ТЭЦ в Калининграде (в сотрудничестве с ЕБРР), Мурманске и в Новгороде (в сотрудничестве с банком Nordic Investment Bank).
Мировой опыт энергосбережения
США, являясь лидером в использовании возобновляемых источников энергии (ВИЭ), прогнозирует, что через 30 лет на их территории не будет ни одного автомобиля, использующего в качестве топлива продукты перегонки нефти (дизельное топливо, солярка, керосин, бензин и т.п.), с 2011г. запрещены к применению для освещения обычные лампы накаливания. На реализацию новой энергетической программы планируется выделить около 80 млрд. дол., при этом предусматривается: сокращение выбросов в атмосферу вредных и опасных веществ; поддержка производства биотоплива; поддержка и субсидирование энергосберегающих мероприятий; создание энергоэффективных домов; скидки для потребителей энергосберегающего оборудования; налоговые льготы для предприятий и домовладельцев, которые реализовали энергосберегающие мероприятия; увеличение доли ВИЭ с 7 до 25% в 2015г. Государство стимулирует создание и применение альтернативных видов топлива. К 2015 г. должно быть произведено более 1 млн. гибридных автомобилей. В США 90 энергетических компаний создали фотоэлектрическую группу, которая в течение ближайших 5 лет планирует ввести в эксплуатацию ВЭУ, которые отличаются большой суммарной мощностью. Ветроэнергетические установки (ВЭУ) достигли сегодня уровня коммерческой зрелости и в местах с благоприятными скоростями ветра могут конкурировать с традиционными ис точниками энергии.
Швеция, Финляндия и Дания в 2020 году будут производить 48-38% энергии за счет использования возобновляемых источников энергии (солнца, воды, биотоплива; энергии ветра, океана, морей, тепла Земли и т.д.). В странах ЕС собственная добыча энергоресурсов составляет -880 млн.т н.э., а потребляется 1, 825 т.н.э. Производится электроэнергии: на АЭС-30%, при сжигании угля -22%, при сжигании газа – 20%, при сжигании нефти -14%. Импортная зависимость стран ЕС к 2030 г будет: по нефти-92-93%, газу -77%, углю -57-59%. Страны ЕС с 2010 г. не производят лампы накаливания.
В большинстве промышленно развитых стран мира ( США, Германия, Япония. Франция, Испания, Англия и др.) существуют национальные программы развития нетрадиционной энергетики, предусматривающие в течение 5—10 предстоящих лет значительное расширение использования ВИЭ: до 2–5% (Дания, Голландия, США) и до 10–15 % (Новая Зеландия, Австралия, Канада) общего потребления.
Наибольший интерес и распространение имеют установки, использующие солнечную энергию, энергию ветра и биомассы. Например, в США в 1990 г. из 3,6 млн ГДж энергии, произведенной за счет солнечной радиации, 3,5 млн Дж представляло собой низкопотенциальное тепло, использованное для горячего водоснабжения. В Израиле в соответствии с законом, требующим, чтобы каждый дом был снабжен солнечной водонагревательной установкой, установлено около 800 тыс. солнечных установок, производящих 15 млн.ГДж энергии и обеспечивающих 70 % потребности в горячей воде.
В последнее время в мире повысился интерес к установкам, непосредственно преобразующим солнечную радиацию в электроэнергию. В этом отношении интересен опыт Японии, где в настоящее время импортируется около 80% ТЭР, действует закон об энергосбережении, который требует : сокращать потери тепла, уменьшать расход топлива при транспортировке грузов и пассажиров; сводить к минимуму потери энергии. Правительство Японии особое внимание уделяет развитию ВИЭ, сооружается фотоэлектрическая установка (ФЭУ) мощностью 750 кВт.
Германия считается одним из мировых лидеров политики энергосбережения и энергоэффективности. Средний темп снижения энергоемкости ВВП составляет 1,5 % в год, но стоит задача повышать ежегодно энергоэффективность экономики на 3%. Это будет достигнуто за счет: повышения эффективности использования ТЭР; широкого применения ВИЭ; экономии энергии. Для этого в Германии постоянно совершенствуется нормативно-правовая база; активно проводиться инновационная деятельность; применяется действенный энергетический контроль; формируется институциональная среда и инвестиции, постоянно обновляются и разрабатываются новые стандарты; создаются государством понятные условия, реально стимулирующие энергосбережение и энергоэффективность во всех секторах экономики; слаженное использование и удачное комбинирование экономических рычагов и методов финансовой поддержки. Опыт ФРГ ясно показывает – только когда бизнес и граждане заинтересованы в экономии ТЭР, тогда срабатывает законодательство, систематически рождаются преимущественно на основе прогрессивных технологических процессов инновации, создается новое высокоэффективное оборудование.
Швеция активно использует биоэнергетику. Основным сырьем для этого являются отходы деревообработки и бумажной промышленности. В настоящее время доля биоэнергетики в общем энергобалансе страны составляет 20%, причем властями активно используются экономические стимулы внедрения ВИЭ. Широко применяются биоустановки для получения биогаза из отходов продуктов питания и переработки специальной травы. Обогрев и охлаждение помещений выполняется за счет использования потенциала земли и воды с помощью тепловых насосов 25-40 кВт.
В Дании получили широкое применение ВЭУ , общая мощность которых в н. в. составляет более 1,5 млн кВт. ВЭУ, производят около 3 % потребляемой страной энергии, велики мощности установленных ВЭУ в Швеции, Голландии и Германии.
В последнее время повысилось внимание к использованию биомассы в энергетических целях. Это вызвано тем, что использование растительной биомассы при условии ее непрерывного восстановления (новые лесные посадки после вырубки леса) не приводят к увеличению концентрации С02 в атмосфере; созданные технологии позволяют использовать биомассу значительно более эффективно, чем раньше.
1.3.3. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года
Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 13 ноября 2009 г.№ 1715-р.
Целью энергетической политики России является максимально эффективное использование природных энергетических ресурсов и потенциала энергетического сектора для устойчивого роста экономики, повышения качества жизни населения страны и содействия укреплению ее внешнеэкономических позиций.
Стратегия определяет цели и задачи долгосрочного развития энергетического сектора страны на предстоящий период, приоритеты и ориентиры, а также механизмы государственной энергетической политики на отдельных этапах ее реализации, обеспечивающие достижение намеченных целей.
Главными стратегическими ориентирами долгосрочной государственной энергетической политики являются:
К числу основных составляющих государственной энергетической политики относятся:
Главными механизмами осуществления государственной энергетической политики служат:
Основными проблемами в сфере энергетической безопасности являются:
Стратегической целью государственной энергетической политики в сфере обеспечения энергетической безопасности является последовательное улучшение ее следующих главных характеристик:
Стратегической целью государственной энергетической политики в сфере повышения энергетической эффективности экономики является максимально рациональное использование энергетических ресурсов на основе обеспечения заинтересованности их потребителей в энергосбережении, повышении собственной энергетической эффективности и инвестировании в эту сферу.
За последнее пятилетие снижение энергоемкости экономики осуществлялось быстрее, чем это прогнозировалось Энергетической стратегией России на период до 2020 года, главным образом за счет оптимизации загрузки имеющихся свободных производственных мощностей при существенном росте спроса на энергоносители, а также активного развития малоэнергоемкой сферы услуг.
Существенное влияние на рост валового внутреннего продукта и соответственно снижение энергоемкости оказал рост мировых цен на экспортируемые топливно-энергетические ресурсы.
Главной проблемой в указанной сфере является значительный нереализованный потенциал организационного и технологического энергосбережения, составляющий до 40 процентов общего объема
внутреннего энергопотребления. Согласно существующим оценкам, удельный вес различных составляющих в общей величине указанного потенциала характеризуется следующими данными:
Для достижения энергетической эффективности экономики будут использованы следующие меры государственной энергетической политики, сгруппированные по применяемым механизмам ее реализации.
Создание благоприятной экономической среды, в том числе:
формирование комплексного федерального и регионального законодательства по энергосбережению;
формирование целостной системы управления процессом повышения энергоэффективности;
формирование рынка энергосервисных услуг;
формирование рациональной системы внутренних цен на энергоносители за счет их постепенной управляемой либерализации для стимулирования рачительного использования энергоносителей в экономике и населением;
стимулирование предпринимательской деятельности в сфере энергосбережения путем создания условий, предполагающих механизмы возврата частных инвестиций в энергосбережение.
Формирование системы перспективных регламентов, стандартов и норм, предусматривающих:
Решение задач, поставленных в рамках Программы, требует высокой степени координации действий не только федеральных органов исполнительной власти, но и органов власти субъектов Российской Федерации, местного самоуправления, организаций и населения. Содействует этому Российское энергетическое агентство (РЭА), на которое приказом Минэнерго возложена функция оперативного управления Госпрограммой.
В ходе реализации Энергетической стратегии России на период до 2020 года, утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 28 августа 2003 г. № 1234-р, была подтверждена адекватность большинства ее важнейших положений реальному процессу развития энергетического сектора страны даже в условиях резких изменений внешних и внутренних факторов, определяющих основные параметры функционирования топливно-энергетического комплекса России. При этом предусматривалось осуществлять внесение необходимых изменений в указанную Стратегию не реже одного раза в 5 лет.
За годы реализации Энергетической стратегии России на период до 2020 года энергетический сектор показал себя одним из самых устойчиво работающих производственных комплексов российской экономики, обеспечивая основной вклад в формирование российского валового внутреннего продукта, экспортной выручки и доходной части бюджетной системы страны. Благоприятные внешнеэкономические условия также обеспечили рост финансового благосостояния компаний и повысили их инвестиционные возможности.
Проблемами в указанной сфере являются:
В ходе реализации Энергетической стратегии России на период до 2020 года на внутреннем энергетическом рынке были обеспечены:
Современные тенденции в этой сфере ориентированы на развитие биржевой торговли энергоносителями, а также на усиление государственного участия и контроля в нефтегазовом комплексе.
Основными проблемами в указанной сфере являются:
Для достижения стратегической цели развития внутренних энергетических рынков необходимо решение следующих задач:
В ходе реализации Энергетической стратегии России на период до 2020 года для формирования рационального топливно-энергетического баланса были обеспечены:
Существующие тенденции предусматривают:
К основным проблемам в указанной сфере относятся следующие:
Для обеспечения рациональной региональной энергетической политики в ходе реализации Энергетической стратегии России на период до 2020 года были обеспечены:
Современные тенденции в этой сфере связаны с формированием новой географии энергодефицитных и энергоизбыточных регионов, а также со смещением центров добычи, переработки и экспорта топливно-энергетических ресурсов на север и восток страны.
Основными проблемами в указанной сфере являются:
В ходе реализации Энергетической стратегии России на период до 2020 года было обеспечено проведение большого комплекса работ по приоритетному направлению "Энергетика и энергосбережение" в рамках реализации федеральной целевой научно-технической программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002 - 2006 годы, федеральных целевых программ "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2012 годы" и "Национальная технологическая база" на 2007 - 2011 годы.
В истекший период были созданы научные основы, разработаны технологии и опытно-промышленные образцы оборудования и материалов. Современные тенденции в данной сфере связаны с ростом капиталоемкости научно-технических разработок в топливно-энергетическом комплексе, а также с развитием комплексных научно-производственных систем (технопарков) в сфере энергетики.
К числу основных проблем в указанной сфере относятся:
Ход реализации Энергетической стратегии России на период до 2020 года во внешней энергетической политике характеризуется следующим:
Растет экспорт всех видов российских топливно-энергетических ресурсов, развивается экспорт нефтепродуктов, замещающий экспорт сырой нефти.
Реализованы такие масштабные проекты по строительству экспортной энергетической инфраструктуры для повышения надежности поставок и транзита российских энергоресурсов в Европу, как:
С целью диверсификации направлений экспортных поставок российских энергоресурсов начата реализация таких новых инфраструктурных проектов, как:
Подписаны соглашения о строительстве газопровода "Южный поток" (30 млрд. куб. м газа в год), Прикаспийского газопровода (20 млрд. куб. м газа в год), нефтепровода Бургас - Александруполис (35 млн. тонн нефти в год).
Приняты решения о строительстве второй очереди Балтийской трубопроводной системы (50 млн. тонн нефти в год), расширении мощностей Каспийского трубопроводного консорциума.
Развивается практика обмена энергетическими активами и взаимного долевого участия российских и зарубежных компаний во всей экономической цепочке - от геологоразведки и добычи до доставки энергоресурсов конечному потребителю. Завершается переход на рыночные отношения в сфере поставок газа в страны ближнего зарубежья.
Ведется активный энергетический диалог с крупнейшими странами - потребителями и производителями энергоресурсов, а также с крупными региональными объединениями стран (Европейский союз, Евразийское экономическое сообщество и др.) и международными организациями (Шанхайская организация сотрудничества, Организация стран - экспортеров нефти, Форум стран - экспортеров газа, Международное энергетическое агентство и др.).
Современные тенденции в этой сфере связаны с высокой волатильностью мировых цен на основные топливно-энергетические ресурсы и ужесточением конкуренции на традиционных рынках сбыта российских энергоресурсов.
К числу основных проблем в указанной сфере относятся:
Стратегия - 2030 обеспечивает расширение временного горизонта до 2030 года в соответствии с новыми задачами и приоритетами развития страны, формирует новые ориентиры развития энергетического сектора в рамках перехода российской экономики на инновационный путь развития, предусмотренный Концепцией долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации до 2020 года, утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 ноября 2008 г. № 1662-р (далее - Концепция).
Положения Стратегии используются при разработке и корректировке программ социально-экономического развития, энергетических стратегий и программ субъектов Российской Федерации, комплексных программ по энергетическому освоению регионов Восточной Сибири и Дальнего Востока, Северо-Западного региона России, полуострова Ямал и континентального шельфа Российской Федерации, при разработке и корректировке генеральных схем развития отдельных отраслей топливно-энергетического комплекса, программ геологического изучения регионов страны, при подготовке и корректировке параметров инвестиционных программ и крупных проектов компаний энергетического сектора.
Стратегия базируется как на оценке опыта реализации Энергетической стратегии России на период до 2020 года, так и на анализе существующих тенденций и новых системных вызовов развитию энергетики, учитывает возможные колебания внешних и внутренних условий экономического развития России. При этом представленные в Концепции важнейшие цели и долгосрочные качественные ориентиры перехода экономики страны на инновационный путь развития рассматриваются как инвариантные, несмотря на возможные последствия начавшегося в 2008 году глобального экономического кризиса. Те же требования предъявляются к важнейшим целям и долгосрочным качественным ориентирам настоящей Стратегии.
В рамках настоящей Стратегии представлены:
Количественные параметры развития экономики и энергетики подлежат уточнению в процессе реализации предусмотренных Стратегией мер.
Реализованные мероприятия в области энергосбережения на федеральном уровне
Контрольные вопросы:
Что такое первичные и преобразованные энергоресурсы?
Назовите невозобновляемые энергоресурсы.
Какие группы топлива принято выделять? С какими из них Вам приходилось сталкиваться лично?
Какие энергетические проекты реализованы в Вашем регионе?
Какие страны выступают лидерами в энергосбережении?
Как лично Вы участвуете в энергосбережении?
Назовите наиболее важные проекты в сфере энергосбережения.
Литература
1. «BP Statistical Review of World Energy, June 2012», [Электронный ресурс] URL: www.bp.com/assets/bp_internet/globalbp
/globalbp_uk_english/reports_and_publications/statistical_energy_review_2011/STAGING/local_assets
/pdf/statistical_review_of_world_energy_full_report_2012.pdf (дата обращения 05.11.2012)
2. «Технологии энергоэффективности-2012», Екатеринбург,11-12 апреля 2012 г.)//http://esco-ecosys. /2012_8/art225.pdf
3. S. Chapman, A. Kosulnikov. Shale frontier, «Hydrocarbon Engineering», October 2012. P. 13 – 18.
4. Алхасов А.Б.Возобновляемая энергетика :Учебник -.М. :Физматлит,2010.- с.256
5. В.В. Бушуев, В.В. Саенко, А.И. Громов. Энергетическая стратегия России 2030 и ее восточный вектор//http://do.gendocs.ru/docs/index-314590.html
6. Дитрик Пола. Независимость США от импорта нефти уже близка // Oil & Gas Journal. Russia. 2012. №7. С. 38 – 41.
7. Иванов А.С. Современные тенденции на мировом энергетическом рынке и повышение эффективности российского экспорта энергоресурсов // Российская экономика: пути повышения конкурентоспособности. Коллективная монография. Под общей редакцией проф. А.В. Холопова. (МГИМО-ВР). М.: Журналист. 2009. С. 476 – 481.
8. Капитонов С. Страхи волатильности. О тенденциях ценообразования на СПГ в Азиатско-Тихоокеанском регионе // Oil & Gas Journal. Russia. 2012. №4. С. 16 – 22.
9. Матвеев И. Эффект «дикаплинга» и возобновляемая энергетика // Energy Fresh. 2012. Март. С. 44 – 49.
10. Матвеев И., Иванов А. Мировая энергетика на рубеже второго десятилетия нынешнего века // Energy Fresh. 2011. Сентябрь. С. 37 – 48.
11. Митрова Т. , Кулагин В. Японский урок // ТЭК. Стратегии развития. 2011. №2. С. 26 – 30.
12. Бойкова Н. А. Экономические аспекты энергетической политики и альтернативной энергетики в России// Ярославский педагогический вестник – 2010 – № 4 – Том I (Гуманитарные науки),с.102-107
Позиция регионов.(Резолюция Всероссийского форума
13. Реализация политики повышения энергоэффективности в России.
14. Сергеева У. Арктическое измерение // ТЭК. Стратегии развития. 2011. №7. С. 6 – 11.
15. Хэ Чжун. Мир на пороге сланцевой революции // Китай. 2012. Сентябрь. С. 38 – 39.
16. Энергетический анализ хозяйственной деятельности: учебно-методическое издание /Я.М. Щелоков. Екатеринбург. 2010. 390 с.
17. Энергетическое обследование: справочное издание. Екатеринбург: УрФУ, 2011. 243 с. Я.М. Щелоков, Н.И. Данилов
18. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях:Учебник/Под ред.О.Д.Данилова//http://www.twirpx.com/file/415429/
19. Щелоков Я.М. Черная металлургия: проблемы, технологии, энергоемкость: учебно-методическое издание. Екатеринбург. УрФУ, РУОАИН им. А.М. Прохорова, 2012. 243 с
РАЗДЕЛ 2
НОРМАТИВНО-ПРАВОВАЯ БАЗА ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В РФ
2.1. Нормативно-правовые документы
Важной составляющей комплекса антикризисных мер в экономике страны является государственная энергосберегающая политика.
Энергосбережение – начальный этап структурной перестройки всех отраслей хозяйства страны. Для создания условий, определяющих интерес к энергосбережению всех участников процесса добыча–потребление–утилизация разработана нормативно-правовая база.
По своей юридической силе все нормативно-правовые документы можно построить в следующем порядке:
Конституция РФ (12 декабря 1993 г/) [1] разделила полномочия между федеральными и иными органами власти. Согласно Конституции РФ субъекты РФ обладают всей полнотой государственной власти.
Вопросы регулирования в области электроэнергетики на уровне АО-
энергетики и ниже переданы в ведение субъектов Федерации.
Важную роль в регулировании отношений по энергосбережению играет Гражданский Кодекс РФ [2], который предусматривает:
Кроме того ГК РФ закрепляет конкретные условия отношений энергосбережения (гл. 30). Установленные Кодексом правила энергоснабжения применяются к отношениям, связанным со снабжением через присоединенную сеть тепловой энергией, газом, водой, если иное не установлено законом или иными правовыми актами (ст. 548 ГК РФ).
Жилищный Кодекс РФ (ЖК РФ) [3] определяет структуру платежей за жилое помещение и коммунальные услуги в зависимости от прав лица на жилое помещение (ст.154), порядок для внесения данной платы, ее размер, определяет иные расходы собственником помещений в многоквартирном доме (ст. 155-158).
В соответствии с ч.2 ст. 165 ЖК РФ органы местного самоуправления, управляющие организации, товарищества собственников жилья либо жилищные кооперативы или иные специализированные потребительские кооперативы обязаны предоставлять гражданам по их запросам информацию об установленных ценах (тарифах) на услуги и работы по содержанию и ремонту общего имущества в многоквартирных домах и жилых помещений в них, о размерах оплаты в соответствии с установленными (тарифами), об объеме, о перечне и качестве оказываемых услуг и (или) выполняемых работ, о ценах (тарифах) на предоставляемые коммунальные услуги и размерах оплаты этих услуг, об участии представителей органов местного самоуправления в годовых и во внеочередных общих собраниях собственников помещений в многоквартирных домах.
Правоотношения в области энергосбережения регулируются также следующими федеральными законами:
Целью ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» №261-ФЗ от 23.11.2009 является создание правовых, экономических и организационных основ стимулирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности.
ФЗ «Об основах регулирования тарифов организаций коммунального комплекса» №210-ФЗ от 30.12.2004 (в ред. от 30.12.2012) определил:
Кроме того, данный ФЗ установил основы регулирования тарифов организаций коммунального комплекса, обеспечиваемых тепло-, водоснабжение, водоотведение и очистку сточных вод, утилизацию (захоронение) твердых бытовых отходов, а также надбавок к ценам (тарифам) для потребителей и надбавок к тарифам на товары и услуги организаций коммунального комплекса.
В соответствии с ч.7 ст.4 ФЗ №210-ФЗ органы местного самоуправления могут наделяться законом РФ отдельными государственными полномочиями субъекта РФ в области регулирования тарифов на товары и услуги организаций коммунального комплекса, расположенных на территории муниципального образования.
ФЗ «О теплоснабжении» определяет полномочия органов государственной власти, органов местного самоуправления по регулированию и контролю в сфере теплоснабжения, права и обязанности потребителей тепловой энергии, теплоснабжающих организаций.
В Указе Президента РФ «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности Российской экономики» №889 от 04.06.2008 установил меры необходимые для снижения к 2020 году энергоемкость валового внутреннего продукта РФ не менее, чем на 40 % по сравнению с 2007 годом, в том числе для обеспечения рационального и экологически ответственного использования энергии и энергетических ресурсов [18].
В Указе №579 от 13.05. 2010 (в ред. от 14.10.2012 №384) «Об оценке эффективности деятельности органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации и органов местного самоуправления городских округов и муниципальных районов в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности» установлено, что при оценке деятельности органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации и органов местного самоуправления городских округов и муниципальных районов учитываются показатели, отражающие эффективность их деятельности в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности [19].
Во исполнение федеральных законов приняты ряд Постановлений Правительства, связанных с энергетикой и энергосбережением: Постановление Правительства РФ от 06.04.2013 №688 «О внесении изменений в Правила предоставления субсидий из федерального бюджета бюджетам субъектов РФ на реализацию региональных программ в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности» [38].
Постановление Правительства РФ от 31.12.2009 №1225 (в ред. от 22.07.2013) «О требованиях к региональным и муниципальным программам в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности» и др. [25].
Для реализации энергосберегающей политики в регионах создаются региональные нормативно-правовые базы по энергосбережению.
Постановление Правительства Санкт-Петербурга «О региональной программе Санкт-Петербурга в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности» №930 от 27.07.2010 (в ред. от 24.02.2011 №232) [40] утверждена региональная программа Санкт-Петербурга в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности, которая разработана в целях реализации ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» №261-ФЗ от 23.11.2009.
Программа устанавливает перечень и значение целевых показателей в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности, перечень основных мероприятий программы и объем экономии первичных энергетических ресурсов за счет реализации технических мероприятий программы.
Основная цель программы – снижение к 2020 году энергоемкости валового регионального продукта Санкт-Петербурга не менее, чем на 40 % по сравнению с 2007 годом, в том числе для обеспечения рационального и экологически ответственного использования энергии и энергетических ресурсов.
Постановлением Правительства Ленинградской области от 15.07.2011 №215 «О внесении изменений в постановление правительства Ленинградской области от 27.07.2010 года №191 «Об утверждении региональной программы «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности Ленинградской области на 2010-2015 годы на перспективу до 2020 года» внесены изменения в региональную программу Ленинградской области [41].
Постановлением Правительство Санкт-Петербурга №1257 от 11.11.2009 утвердило Концепции повышения энергетической эффективности стимулирования энергосбережения [42].
Постановлением Правительства Санкт-Петербурга от 28.04.2012 №405 утвержден перечень обязательных мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности в отношении общего имущества собственников помещений в многоквартирном доме [43].
2.2. Ключевые положения,
состояние и практика применения законодательства об энергосбережении
и о повышении энергоэффективности
Отношения по энергосбережению и повышению энергетической эффективности регулируются ФЗ РФ №261 от 23.11.2009 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» [5].
Целью указанного закона является создание правовых, экономических и организационных основ стимулирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности.
Законодательство об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности состоит из ФЗ РФ №261, других федеральных законов, принимаемых в соответствии с ними иных нормативно-правовых актов РФ, а также законов и иных нормативно-правовых актов субъектов РФ, муниципально-правовых актов в области энергосбережении и о повышении энергетической эффективности.
Правовое положение в области энергосбережении и о повышении энергетической эффективности основывается на следующих принципах:
Действие ФЗ №261 распространяется на деятельность, связанную с использованием энергетических ресурсов, в том числе и в отношении воды, подаваемой, передаваемой, потребляемой с использованием систем центрального водоснабжения. ФЗ применяется к отношениям в области обороны страны и безопасности государства, оборонного производства, ядерной энергетики, производства расщепляющих материалов с учетом положений законодательства РФ в области обороны и в области использования атомной энергии.
Анализ вышеуказанного закона позволяет сделать вывод, что роль государства не должна сводиться только к проблеме финансирования.
Органов государственной власти Российской Федерации наделены следующими полномочиями в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности:
Аналогичные полномочия закреплены за органами государственной власти субъектов РФ, органами местного самоуправления.
Кроме того, государство устанавливает требования к обороту, запрету или ограничению производства и оборота отдельных товаров, функциональное назначение которых предполагает использование энергетических ресурсов.
В частности, производимые на территории Российской Федерации, импортируемые в Российскую Федерацию для оборота на территории Российской Федерации товары (в том числе из числа бытовых энергопотребляющих устройств, компьютеров, других компьютерных электронных устройств и организационной техники) должны содержать информацию о классе их энергетической эффективности в технической документации, прилагаемой к этим товарам, в их маркировке, на их этикетках.
Определение класса энергетической эффективности товара осуществляется производителем, импортером в соответствии с правилами, которые утверждаются уполномоченным федеральным органом исполнительной власти и принципы которых устанавливаются Правительством Российской Федерации.
Уполномоченный федеральный орган исполнительной власти вправе установить перечень иной информации об энергетической эффективности товаров, которая должна включаться в техническую документацию, прилагаемую к товарам, правила ее включения, а также дату, начиная с которой эта информация подлежит включению в техническую документацию.
Например, с 1 января 2011 года к обороту на территории Российской Федерации не допускаются электрические лампы накаливания мощностью сто ватт и более, которые могут быть использованы в цепях переменного тока в целях освещения.
Здания, строения, сооружения должны также соответствовать требованиям энергетической эффективности, установленным уполномоченным федеральным органом исполнительной власти в соответствии с правилами, утвержденными Правительством Российской Федерации.
Требования энергетической эффективности зданий, строений, сооружений могут быть пересмотрены не реже чем один раз в пять лет в целях повышения энергетической эффективности зданий, строений, сооружений.
Вместе с тем, необходимо отметить, что требования энергетической эффективности не распространяются на следующие здания, строения, сооружения:
Производимые, передаваемые, потребляемые энергетические ресурсы подлежат обязательному учету с применением приборов учета используемых энергетических ресурсов.
Требования к характеристикам приборов учета используемых энергетических ресурсов определяются в соответствии с законодательством Российской Федерации.
Установленные в соответствии с требованиями законодательства Российской Федерации приборы учета используемых энергетических ресурсов должны быть введены в эксплуатацию не позднее месяца, следующего за датой их установки, и их применение должно начаться при осуществлении расчетов за энергетические ресурсы не позднее первого числа месяца, следующего за месяцем ввода этих приборов учета в эксплуатацию. Расчеты за энергетические ресурсы могут осуществляться без учета данных, полученных при помощи установленных и введенных в эксплуатацию приборов учета используемых энергетических ресурсов, по договору поставки, договору купли-продажи энергетических ресурсов, включающим в себя условия энергосервисного договора (контракта).
Предметом энергосервисного договора (контракта) является осуществление исполнителем действий, направленных на энергосбережение и повышение энергетической эффективности использования энергетических ресурсов заказчиком.
Энергосервисный договор (контракт) должен содержать:
Кроме того, энергосервисный договор (контракт) может содержать:
В случае заключения энергосервисного договора (контракта) с лицом, которое ответственно за содержание многоквартирного дома и которому собственниками помещений в многоквартирном доме переданы полномочия на заключение и исполнение энергосервисного договора (контракта), такое лицо вправе принимать на себя по энергосервисному договору (контракту) обязательства, для надлежащего исполнения которых собственникам помещений в многоквартирном доме необходимо совершать действия только при наличии в письменной форме согласия на их совершение каждого собственника помещения в многоквартирном доме, которому эти действия необходимо совершить. В противном случае такое условие энергосервисного договора (контракта) является ничтожным.
Энергосервисный договор (контракт) может содержать условие и об обязанности исполнителя по организации и установке газобалонного оборудования на транспортные средства, в отношении которых проводятся мероприятия по энергосбережению и повышению энергетической эффективности.
Для получения объективных данных об объеме используемых энергетических ресурсов, определения показателей энергетической эффективности; определения потенциала энергосбережения и повышения энергетической эффективности; разработки перечня типовых, общедоступных мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности и проведение их стоимостной оценки может проводиться энергетическое обследование.
При этом энергетическое обследование может проводиться как в отношении продукции или технологического процесса, так и в отношении юридического лица или индивидуального предпринимателя.
Деятельность по проведению энергетического обследования вправе осуществлять только лица, являющиеся членами саморегулируемых организаций в области энергетического обследования.
Создание и функционирование саморегулируемых организаций в области энергетического обследования в РФ осуществляться в соответствии с требованиями Федерального закона от 1 декабря 2007 года N 315-ФЗ "О саморегулируемых организациях" [11] и другими нормативно-правовыми актами.
Энергетическое обследование проводится, как правило, в добровольном порядке.
По результатам энергетического обследования проводившее его лицо составляет энергетический паспорт, который содержит следующую информацию:
Проведение энергетического обследования является обязательным для следующих лиц:
Каждая саморегулируемая организация в области энергетического обследования один раз в три месяца обязана направлять заверенные ею копии энергетических паспортов в уполномоченный федеральный орган исполнительной власти.
Государство оказывает поддержку в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности, оказывая содействие в осуществлении инвестиционной деятельности, в разработке и использовании объектов, технологий, имеющих высокую энергетическую эффективность, пропагандируя необходимость заключения энергосервисных договоров (контрактов) и т.д.
Одновременно государство осуществляет контроль за соблюдением требований законодательства об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности организациями независимо от их организационно-правовых форм и форм собственности, их руководителями, должностными лицами, а также физическими лицами.
Анализ практики применения законодательства об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности позволяет определить следующие типичные нарушения.
Наибольшее число нарушений выявлено в сфере жилищно-коммунального комплекса. При этом нарушения характерны для всех субъектов РФ.
Так нарушения закона при расходовании денежных средств, большая часть которых выделяется из бюджетов различных уровней, допускается практически на всех этапах их использования, включая размещение заказов для государственных и муниципальных нужд, проведение, приемку и оплату строительных и иных работ, осуществление контроля за целевым использованием денежных средств.
Практически во всех субъектах РФ имеется кредиторская задолженность предприятий перед ресурсоснабжающими организациями.
Управляющие компании нередко нарушают процедуру установления платы за содержание и ремонт жилых помещений, самоуправно устанавливают разного рода дополнительные платежи, необоснованно расходуют денежные средства населения на свои нужды.
Органы местного самоуправления принимают решения об утверждении нормативов потребления коммунальных услуг и установления тарифов вне предоставленной законом компетенции.
Например, представительными органами поселений тарифы на водоснабжение нередко устанавливаются с превышением полномочий, определенных ст.157 ЖК РФ.
Многочисленные нарушения допускаются при производстве работ по капитальному ремонту многоквартирных домов с привлечением средств Фонда содействия реформирования жилищно-коммунального хозяйства. Это объясняется производством строительных работ низкого качества, завышением фактически выполненных объемов работ, стоимости использованных материалов, включение в сметы необоснованных расходов и т.д.
Во многих субъектах РФ допускаются нарушения, связанные с уклонением отдельных муниципалитетов и уполномоченных организаций от принятия программ в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности, несоответствием принятых программ требованиям законодательства, утверждением их с превышением предоставленной компетенцией, неисполнением органами местного самоуправления и уполномоченными организациями обязанности по информационному обеспечению мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности, непринятие органами местного самоуправления мер по оснащению образовательных и иных социальных объектов приборами учета и т.д.
Учитывая изложенное, можно сделать вывод о том, что одним из условий надлежащего выполнения законодательства об энергосбережении является осуществление качественного государственного и муниципального контроля уполномоченными органами.
2.3. Нормативно-техническая база энергосбережения
Целями нормативно-технического обеспечения энергосбережения являются установление в государственных стандартах, технологических регламентах, технических и методических документах:
Основные направления использования нормативных и методических документов в области энергосбережения:
Результатами нормативно-технического обеспечения энергосбережения являются:
Комплекс нормативных и методических документов по обеспечению энергосбережения приведен в ГОСТ Р 51387–99 «Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение» [62]. Он позволяет системно упорядочить активно развивающиеся процессы нормативно-методического обеспечения энергосбережения на федеральном, региональном (субъектов РФ), ведомственном и локальном уровнях с использованием принципов, учитывающих рыночные условия хозяйствования.
Стандарт устанавливает основные понятия, принципы, цели и субъекты деятельности в области нормативно-технического обеспечения энергосбережения, состав и назначение основополагающих нормативных, методических документов и распространяется на деятельность, связанную с эффективным использованием топливно-энергетических ресурсов, на энергопотребляющие объекты (установки, оборудование, продукцию производственно-технического и бытового назначения), технологические процессы, работы и услуги. Он содержит:
Для установления общих требований и правил в области развития энергосбережения в промышленном и гражданском строительстве используются следующие основные отраслевые стандарты:
Требования ГОСТ Р 51387 – 99 и отраслевых стандартов в области энергосбережения и энергоэффективности учитываются при разработке и при последующем пересмотре строительных норм и правил (СНиП).
СНиП представляет собой сборник, включающий нормативы и постановления, которые регулируют процессы строительства и переустройства зданий. В части энергосбережения и энергоэффективности в нормах устанавливаются требования к следующим характеристикам:
2.4. Информационные технологии в энергосбережении
Постановление Правительства РФ № 391 от 1 июня 2010 г. [28] определило задачи, состав, сроки создания Государственной информационной системы (ГИС) «Энергоэффективность».
В соответствии с принятым документом, определены цели создания информационной системы:
Официальным оператором ГИС определено Министерство энергетики РФ.
Фактическим исполнителем задач по созданию и эксплуатации ГИС «Энергоэффективность» является созданное в 2009 г. Российское Энергетическое Агентство (РЭА). Сайт РЭА находится по адресу http://rosenergo.gov.ru.
Состав информации ГИС:
Кроме приведенной общесистемной информации, в ГИС должны представляться:
Сама ГИС реализована в виде федерального портала и системы региональных интернет-ресурсов, отражающих общесистемную и региональную информацию.
Поскольку режимы энергопользования весьма разнообразны, Постановлением Правительства предусмотрена специализация министерств и ведомств при обработке, анализе и представлении информации в ГИС.
Минэнерго (РЭА):
Минэкономразвития:
Минрегионразвития:
Министерство промышленности и торговли:
Министерство финансов:
Министерство образования и науки:
Федеральная служба по тарифам:
Роспотребнадзор и Федеральная антимонопольная служба:
Федеральная служба государственной статистики:
Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор):
Органы государственной власти субъектов федерации:
Органы местного самоуправления:
Информация формируется с использованием данных, содержащихся в информационных системах обеспечения градостроительной деятельности.
Требования по представлению информации:
Финансирование создания и обеспечение деятельности ГИС на федеральном уровне осуществлено за счет средств федерального бюджета без изменения штатной численности министерств и ведомств.
2.5. Порядок осуществления контроля и надзора
за соблюдением требований законодательства об энергосбережении
и о повышении энергетической эффективности и ответственность
за их нарушения
Государственный контроль за соблюдением требований законодательства об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности организациями независимо от их организационно-правовых форм и форм собственности, их руководителями, должностными лицами, а также физическими лицами осуществляется федеральными органами исполнительной власти (федеральный государственный контроль), органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации (региональный государственный контроль), уполномоченными на осуществление такого государственного контроля, в соответствии с правилами, установленными Правительством Российской Федерации (ст.28 ФЗ №261 ФЗ).
Выработка государственной политики и нормативно-правовое регулирование в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности возложены:
Лица, виновные в нарушении законодательства об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, несут административную, дисциплинарную и гражданскую ответственность в соответствии с законодательством Российской Федерации (ст.29 ФЗ №261 –ФЗ).
Административная ответственность за нарушение законодательства об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности предусмотрена ст. 9.16. Кодекса РФ об административных правонарушениях:
Так, несоблюдение лицами, ответственными за содержание многоквартирных домов, требований энергетической эффективности, предъявляемых к многоквартирным домам, требований их оснащенности приборами учета используемых энергетических ресурсов, требований о проведении обязательных мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности общего имущества собственников помещений в многоквартирных домах – влечет наложение административного штрафа на должностных лиц в размере от пяти тысяч до десяти тысяч рублей; на лиц, осуществляющих предпринимательскую деятельность без образования юридического лица, - от десяти тысяч до пятнадцати тысяч рублей; на юридических лиц – от двадцати тысяч до тридцати тысяч рублей.
При этом несоблюдение сроков проведения обязательного энергетического обследования - влечет наложение административного штрафа на должностных лиц в размере от десяти тысяч до пятнадцати тысяч рублей; на лиц, осуществляющих предпринимательскую деятельность без образования юридического лица, – от десяти тысяч до пятнадцати тысяч рублей; на юридических лиц – от пятидесяти тысяч до двухсот пятидесяти тысяч рублей.
Вопросы дисциплинарной ответственности урегулированы нормами ТК РФ.
В соответствии со ст.192 ТК РФ дисциплинарная ответственность- это ответственность, которая может быть применена к работнику за неисполнение или ненадлежащее исполнение по его вине возложенных на него трудовых обязанностей.
Неисполнение или ненадлежащее исполнение трудовых обязанностей трудовых обязанностей является дисциплинарным проступком. За совершение дисциплинарного проступка трудовое законодательство предусматривает следующие виды дисциплинарной ответственности: замечание, выговор, увольнение по соответствующим основанием (имеются ввиду п.п.5, 6, 9 или 10 ч.1 ст.81 ТК РФ, п.1 ст.336 или ст.348.11 ТК РФ в случаях, когда виновные действия, дающие основания для утраты доверия, либо соответственно аморальный проступок совершены работником по месту работы и в связи с исполнением им трудовых обязанностей).
Для гражданских служащих предусмотрен более широкий перечень дисциплинарных взысканий в соответствии со ст.57 ФЗ от 27.07.2004 года №79-ФЗ «О государственной гражданской службе РФ». К государственным служащим за совершение дисциплинарного проступка могут быть применены следующие меры дисциплинарного взыскания:
замечание, выговор, предупреждение о неполном должностном соответствии, освобождение от замещаемой должности гражданской службы, увольнение с гражданской службы по основаниям, установленным п.2, подп. «а-г» п.3, п.п.5 и 6 ч.1 ст. 37 ФЗ от 27.07.2004 №79-ФЗ «О государственной гражданской службе РФ».
Следующий вид ответственности за нарушение законодательства об энергосбережении – это гражданско-правовая ответственность.
Гражданско-правовая ответственность- это ответственность, наступающая за неисполнение или ненадлежащее исполнение обязательств, возникающих из отношений, регулируемых законодательством об энергосбережении и повышении энергетической эффективности, а также за причинение вреда в результате несоблюдения требований, установленных законодательством об энергосбережении и повышении энергетической эффективности.
В силу ст.1064 ГК РФ вред, причиненный личности или имуществу гражданина, а также вред причиненный имуществу юридического лица, подлежит возмещению в полном объеме лицом, причинившим вред.
Ответственность за неисполнение или ненадлежащее исполнение обязательств, а также за причинение вреда предусмотрена гражданским законодательством в различных формах:
1) Возмещение убытков (ст. ст. 393, 394 ГК РФ).
В соответствии со ст.15 ГК РФ под убытками понимаются расходы, которые лицо, чье право нарушено, произвело или должно будет произвести для восстановления нарушенного права, утрата или повреждение его имущества (реальный ущерб), а также неполученные доходы, которые это лицо получило бы при обычных условиях гражданского оборота, если бы его право не было нарушено (упущенная выгода).
2) Выплата неустойки (ст.394 ГК РФ).
Если за неисполнение или ненадлежащее обязательства установлена неустойка, то убытки возмещаются в части, не покрытой неустойкой. Законом или договором могут быть предусмотрены случаи, когда допускается взыскание только неустойки, но не убытки; когда убытки могут быть взысканы в полной сумме сверх неустойки; когда по выбору кредитора могут быть взысканы либо неустойка, либо убытки.
3) За неисполнение денежного обязательства возможно взыскание процентов за пользование чужими денежными средствами (ст.395 ГК).
Такой вид ответственности наступает в случае неправомерного удержания, уклонения от их возврата, иной просрочки в уплате либо неосновательного получения или сбережения за счет другого лица денежных средств. Размер процентов определяется существующей в месте жительства кредитора, а если кредитором является юридическое лицо, в месте его нахождения учетной ставки банковского процента на день исполнения денежного обязательства или его соответствующей части.
4) Выполнение обязательства в натуре (ст.396 ГК РФ).
2.6. Основные положения Государственной программы
Российской Федерации «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года»
Государственная программа Российской Федерации «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года» утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации 27 декабря 2010 г. (№ 2446-р) [47].
Программа включает следующие разделы:
В первом разделе Программы дана характеристика текущего состояния сферы энергосбережения и уровня эффективности использования энергии в Российской Федерации
Энергоемкость валового внутреннего продукта России в 2,5 раза выше среднемирового уровня и в 2,5–3,5 раза выше, чем в развитых странах. Более 90 процентов мощностей действующих электростанций, 83 процентов жилых зданий, 70 процентов котельных, 70 процентов технологического оборудования электрических сетей и 66 процентов тепловых сетей было построено еще до 1990 года. Около четверти используемых в настоящее время бытовых холодильников было приобретено более 20 лет назад. В промышленности эксплуатируется 15 процентов полностью изношенных основных фондов.
Сохранение высокой энергоемкости российской экономики может привести к снижению энергетической безопасности России и сдерживанию экономического роста. Выход России на стандарты благосостояния развитых стран на фоне усиления глобальной конкуренции и исчерпания источников экспортно-сырьевого типа развития требует кардинального повышения эффективности использования всех видов энергетических ресурсов.
В 2000–2008 годах после долгого отставания Россия вырвалась в мировые лидеры по темпам снижения энергоемкости валового внутреннего продукта. За эти годы данный показатель снизился на 35 процентов, то есть в среднем снижался почти на 5 процентов в год. Наибольшее влияние на снижение энергоемкости валового внутреннего продукта оказали структурные сдвиги в экономике России.
Промышленность и жилой сектор развивались значительно медленнее, чем сфера услуг, а в промышленности опережающими темпами росло производство менее энергоемких продуктов.
Уровень энергоемкости производства важнейших отечественных промышленных продуктов выше среднемировых в 1,2–2 раза и выше лучших мировых образцов в 1,5–4 раза. Низкая энергетическая эффективность влечет за собой низкую конкурентоспособность российской промышленности. При приближении внутренних цен на энергетические ресурсы к мировым российская промышленность может выжить в конкурентной борьбе только при условии значительного повышения энергетической эффективности производства.
Высокая энергоемкость при росте тарифов на энергоносители затрудняет борьбу с инфляцией. Рост тарифов на энергоносители необходим для обеспечения развития топливно-энергетического комплекса. Однако рост нагрузки по оплате энергоносителей, выходящий за пределы платежной способности населения, затрудняет борьбу с бедностью, не позволяет обеспечить высокую собираемость платежей и порождает недовольство граждан. Низкая энергетическая эффективность жилищно-коммунального комплекса и бюджетной сферы ведет к высокой нагрузке коммунальных платежей на местные бюджеты, бюджеты субъектов Российской Федерации и федеральный бюджет, что снижает финансовую стабильность.
В Программе представлена оценка потенциала повышения эффективности использования энергии в Российской Федерации по состоянию на 2007 г. Потенциал энергосбережения оценивается в миллионах тонн условного топлива по двум направлениям: в сфере производства и преобразования энергетических ресурсов и в сфере их потребления. По каждому из них дана обобщающая оценка потенциала и в том числе по видам энергетических ресурсов: углю, сырой нефти, нефтепродуктам, газу и прочим видам топлива, а также электро- и тепловой энергии. В сфере производства и преобразования энергетических ресурсов общая их экономия оценивается в размере 403,89 млн. т.у.т., из которых наибольший удельный вес занимает газ – 257,43 млн. т.у.т. или 63,7%. На долю угля приходится 83,5 млн. т.у.т. или 20,7%, нефтепродуктов – 49,53 млн. т.у.т или 12,3%.
Оценка технического потенциала повышения энергетической эффективности в Российской Федерации позволяет сделать вывод о том, что он является одним из самых значительных в мире. Он составляет более 40% уровня потребления энергии.
Единый топливно-энергетический баланс Российской Федерации за 2007год, свидетельствует о потреблении первичных энергетических ресурсов в объеме 955,3 млн. т.у.т. Наибольший удельный вес в нем принадлежит природному газу – 529 млн. т.у.т или 55,3 %, на долю сырой нефти приходится 337,3 млн. т.у.т или 35,3 %, угля - 156,6 млн. т.у.т или 16,4 %, атомной энергии – 60,55 млн. т.у.т или 6,3 %.
Конечное потребление энергоресурсов в соответствии с единым топливно-энергетическим балансом составляет 695,55 млн. т.у.т, в том числе промышленность – 244,75 млн. т.у.т или 35,1 %. Из этой величины на долю целлюлозы приходится 3,75 млн. т.у.т или 1,5 %, бумаги – 1,6 млн. т.у.т или 0,7 %, картона – 1,2 млн. т.у.т или 0,5 %. При этом основным видом используемых ресурсов для производства этих видов продукции является тепловая энергия, на долю которой приходится 82,4 %, 67,5 % и 75 % соответственно.
В целом по промышленности основным видом потребляемых ресурсов также является тепловая энергия. Ее удельный вес составляет 32,3 % (79,0 млн. т.у.т), доля природного газа составляет 25,5 % (62,5 млн. т.у.т), электрической энергии – 21,3 % (52,2 млн. т.у.т), угля – 18,2 % (44,5 млн.т.у.т).
Решение проблемы энергосбережения и повышения энергетической эффективности носит долгосрочный характер, что обусловлено необходимостью как изменения системы отношений на рынках энергоносителей, так и замены и модернизации значительной части производственной, инженерной и социальной инфраструктуры и ее развития на новой технологической базе.
Во втором разделе Программы представлены приоритеты и цели государственной политики в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности в Российской Федерации, дан прогноз развития энергосбережения и повышения энергетической эффективности и планируемые макроэкономические показатели по итогам реализации Программы.
Мероприятия программы позволят повысить уровень и качество жизни населения за счет реализации потенциала энергосбережения и повышения энергетической эффективности на основе модернизации, технологического развития и перехода к рациональному и экологически ответственному использованию энергетических ресурсов.
Основными целями программы являются:
Основными задачами программы являются:
Основными макроэкономическими показателями по итогам реализации Программы являются:
Конечные результаты реализации Программы приведены в третьем разделе. Реализация мероприятий Программы позволит значительно повысить уровень энергетической эффективности, необходимый для достижения темпов роста экономики, предусмотренных в Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года, утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 ноября 2008 г. № 1662-р.
Эффективность мероприятий программы характеризуется социально-экономическими и экологическими показателями.
Экологическая эффективность Программы характеризуется снижением выбросов парниковых газов в млн. тонн экв. СО2. за счет реализации технических мероприятий Программы. За период реализации Программы с 2011по 2020гг снижение выбросов парниковых газов прогнозируется в объеме 2436 млн. т, в том числе за 2011–2015годы – 673,5 млн. т или 27,6 %.
Общая эффективность Программы оценивалась через интегральную оценку эффективности ее мероприятий. Расчет социально-экономической эффективности осуществлялся путем определения чистого дисконтированного дохода от реализации мероприятий Программы на период 2011–2030 гг.
Показатели экономической, бюджетной и коммерческой эффективности программы приведены в табл.2.1.
Таблица 2.1
Показатели эффективности Программы
|
Показатели |
Значения показателей |
|
Экономическая эффективность программы |
|
|
Чистая дисконтированная стоимость (NPV), млрд. руб. при коэффициенте дисконтирования 10% |
5447 |
|
Внутренняя норма доходности (RR), % |
39 |
|
Период окупаемости, лет |
7 |
|
Бюджетная эффективность Программы |
|
|
Чистая дисконтированная стоимость (NPV), млрд. руб. при коэффициенте дисконтирования 10% |
1403 |
|
Внутренняя норма доходности (RR), % |
Поток платежей положителен на всем горизонте расчетов |
Окончание таблицы 2.1.
|
Период окупаемости, лет |
1 |
|
Коммерческая эффективность Программы |
|
|
Чистая дисконтированная стоимость (NPV), млрд. руб. при коэффициенте дисконтирования 10% |
724 |
|
Внутренняя норма доходности (RR), % |
20 |
|
Период окупаемости, лет |
12 |
Срок реализации Программы – 2011–2020 годы (IV раздел).
Реализация Программы будет осуществляться поэтапно:
В V разделе Программы предусмотрены мероприятия по выведению из эксплуатации старых неэффективных мощностей, оборудования, установок, внедрению инновационных технологий и нового прогрессивного оборудования во всех отраслях российской экономики и социальной сфере в процессе нового строительства и модернизации.
В табл. 2.2. приведена экономия первичной энергии в млн. тонн условного топлива за счет реализации программы по отдельным секторам российской экономики.
Таблица 2.2
Экономия первичной энергии за счет реализации мероприятий Программы
на период до 2020 года, млн. т условного топлива
|
Сектор экономики |
2011-2020 годы, всего |
В том числе |
||||||
|
2011-2015 годы, всего |
из них по годам |
2020 |
||||||
|
2011 |
2012 |
2013 |
2014 |
2015 |
||||
|
Электроэнергетика |
312,81 |
82.45 |
8,07 |
12,24 |
16,27 |
20,55 |
25,32 |
58,5 |
|
Теплоснабжение и системы коммуналь-ной инфраструктуры |
184,18 |
51,84 |
5,41 |
7.76 |
10.17 |
12,82 |
15,68 |
35,53 |
|
Промышленность |
333,25 |
110,35 |
9,85 |
15,97 |
22,06 |
28,14 |
34,33 |
50,75 |
|
Сельское хозяйство |
7,94 |
2,03 |
0,17 |
0,29 |
0,41 |
0,52 |
0,64 |
1.55 |
|
Транспорт |
72,2 |
18,54 |
1,56 |
2,64 |
3,71 |
4,78 |
5,85 |
14,21 |
|
Государственные (муниципальные) учреждения и сфера оказания услуг |
115,95 |
39,56 |
4,92 |
6,36 |
7,90 |
9,41 |
10,97 |
18,38 |
|
Жилищный фонд |
97,83 |
29,18 |
2,55 |
4,12 |
5,95 |
7,12 |
9,44 |
17,04 |
|
Всего по Программе |
1124,16 |
333,95 |
32,53 |
49,38 |
66,47 |
83,34 |
102,29 |
195,51 |
В VI разделе Программы приведены основные меры правового регулирования в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности.
Требования к порядку и условиям предоставления субсидий из федерального бюджета, бюджетов субъектов Российской Федерации на реализацию региональных программ в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности приведены в табл.2.3.
Таблица 2.3.
Требования к порядку и условиям предоставления субсидий
из федерального бюджета бюджетам субъектов Российской Федерации
|
Условия предоставления субсидий из федерального бюджета |
|
1. Доля софинансирования из федерального бюджета не может превышать 100 процентов средств, выделенных в соответствующем году из бюджета субъекта Российской Федерации на реализацию программы (мероприятий программы) |
|
2. Объем ежегодного софинансирования из федерального бюджета одного субъекта Российской Федерации не может превышать 500 млн. руб. |
|
Отбор региональных программ для предоставления субсидий |
|
Госпрограммой предусмотрено, что отбор региональных программ по энергосбережению и повышению энергетической эффективности для предоставления субсидий из федерального бюджета будет проходить на основании результатов ранжирования заявок регионов в зависимости от набираемых баллов (высший рейтинг получают программы с максимальным значением этого показателя). Определение рейтинга осуществляется в порядке, установленном Правительством Российской Федерации, который должен предусматривать оценку программы исходя из совокупности критериев. |
Требования к порядку и условиям предоставления государственных гарантий Российской Федерации по кредитам на реализацию проектов в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности, привлекаемым организациями, приведены в табл. 2.4.
Перечень и краткое описание подпрограмм Программы приведено в VII разделе. Подпрограммы «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности» определены для следующих секторов российской экономики:
Таблица 2.4.
Требования к порядку и условиям предоставления государственных гарантий Российской Федерации по кредитам на реализацию проектов
в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности
|
Гарантия предоставляется в обеспечение исполнения обязательств принципала по возврату части полученного кредита в размере до 50 процентов фактически предоставленной принципалу суммы. |
|
Не менее 15 процентов полной стоимости проекта должны быть профинансированы принципалом из собственных средств. |
|
Объем государственной поддержки, не должен превышать 75 процентов полной стоимости проекта. |
|
Объем государственных гарантий на соответствующий год, предусмотренный программой, направляется на обеспечение исполнения обязательств по проектам в следующих пропорциях: - 50 процентов - для обеспечения исполнения обязательств по проектам по повышению энергетической эффективности в жилищно-коммунальной сфере со сроками окупаемости не более 5 лет, в том числе с использованием механизма энергосервисного контракта; - 50 процентов - по проектам по повышению энергетической эффективности в промышленности |
Кроме того, в разделе VII представлены:
В результате реализации Программы при норме дисконтирования 10 процентов чистый дисконтированный доход консолидированного бюджета составит 1403 млрд. руб. за период 2011–2030 годы.
В Программе предусмотрена система целевых индикаторов и показателей, отражающих целевую результативность ее мероприятий в отношении экономики Российской Федерации в целом, а также отдельных ее отраслей (раздел VIII).
Перечень целевых индикаторов и показателей Программы включает интегральные (обобщающие) индикаторы и индикаторы отдельных подпрограмм. Интегральные (обобщающие) индикаторы и показатели по отдельным годам реализации Программы приведены в табл. 2.5.
Таблица 2.5.
Интегральные целевые индикаторы и показатели Программы
на период до 2020 года.
|
Индикатор |
Ед. изм. |
Показатели по годам |
|||||
|
2011 |
2012 |
2013 |
2014 |
2015 |
2020 |
||
|
1. Снижение энергоемкости валового внутреннего продукта |
% |
2 |
4 |
5,9 |
6,5 |
7,4 |
13,5 |
|
2.Обеспечение годовой экономии первичной энергии |
млн.т усл. топлива |
32,5 |
49,4 |
66,5 |
83,3 |
102,2 |
195.5 |
|
3.Обеспечение суммарной экономии природного газа |
млрд. куб. |
11 |
17 |
21 |
27 |
33 |
63 |
|
4.Обеспечение суммарной экономии электроэнергии |
млрд. кВт.час |
21 |
32 |
44 |
54 |
67 |
81 |
|
|
млн. Гкал |
70 |
70 |
96 |
121 |
143 |
247 |
|
6. Обеспечение суммарной экономии нефти и нефтепереработки |
млн. тонн |
1 |
1 |
1 |
2 |
2 |
3 |
|
7. Обеспечение суммарного снижения выбросов парниковых газов |
млн. тонн экв.СО2 |
62 |
93 |
125 |
157 |
192 |
393 |
Интегральным (обобщенным) целевым показателем энергосбережения и повышения энергетической эффективности для экономики Российской Федерации в целом является снижение энергоемкости валового внутреннего продукта на 13,5 процента, что в совокупности с другими факторами позволит обеспечить достижение цели по снижению энергоемкости валового внутреннего продукта на 40 процентов в 2007–2020 годах.
С учетом данных единого топливно-энергетического баланса Российской Федерации для каждой из подпрограмм Программы и для каждой отрасли экономики сформирована своя система целевых индикаторов и показателей энергосбережения и повышения энергетической эффективности.
Субъекты Российской Федерации и муниципальные образования в соответствии с требованиями законодательства об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности разрабатывают целевые показатели энергосбережения и повышения энергетической эффективности в составе соответствующих региональных и муниципальных программ.
Обоснование состава и значений целевых индикаторов и показателей Программы и оценка влияния внешних факторов и условий на их достижение приведено в IX разделе Программы.
Значения целевых индикаторов и показателей Программы по этапам ее реализации определены таким образом, чтобы при любом сценарии развития экономики Российской Федерации было достигнуто снижение энергоемкости валового внутреннего продукта на 40 процентов в 2007–2020 годах.
В соответствии с Федеральным законом «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» в Программе также устанавливаются целевые задания по повышению доли отпуска энергетических ресурсов по приборам учета и доли оснащенности приборами учета используемых энергетических ресурсов. Также определяются доли объектов, на которых проведены энергетические обследования, и доли государственных (муниципальных) учреждений, заключивших энергосервисные договоры (контракты).
В Программе также определены характеристики энергетической эффективности энергопотребляющего оборудования, установок и транспортных средств и задания по повышению доли зданий, в которых проводится комплексный капитальный ремонт в рамках реализации проектов в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности.
При планировании ресурсного обеспечения Программы (X.раздел) учитывалась ситуация в финансово-бюджетной сфере как на федеральном, так и на региональном уровнях. Принималось во внимание также высокая экономическая, политическая и финансовая значимость проблемы повышения энергетической эффективности экономики Российской Федерации, а также возможности и механизмы ее решения за счет средств федерального бюджета.
Финансирование мероприятий Программы осуществляется за счет средств федерального бюджета, бюджетов субъектов Российской Федерации и внебюджетных источников. Объемы финансирования программы приведены в табл. 2.6.
Таблица 2.6
Объемы финансирования программы
|
Всего 2011-2020 гг. |
В том числе |
||
|
1 этап 2011-2015 гг. |
2 этап 2016-2020 гг. |
||
|
Всего на реализацию программы |
9532,4 |
3553,3 |
5979,1 |
|
В том числе: |
|||
|
70,0 |
35,0 |
35,0 |
|
625,3 |
208,2 |
417,1 |
|
8837,1 |
3310,1 |
5527,0 |
Объемы финансирования мероприятий, реализуемых в организациях частной формы собственности, определяются по согласованию с хозяйствующими субъектами.
Средства федерального бюджета и средства бюджетов субъектов Российской Федерации включают объемы государственных капитальных вложений, расходы на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы и прочие расходы.
Объемы финансирования мероприятий Программы за счет средств федерального бюджета составляют 0,7 процента общих расходов на реализацию Программы.
Объем и динамика расходов средств федерального бюджета на реализацию Программы определяются характером и сроками реализации мероприятий Программы.
При недостаточности внебюджетных средств соответствующие расходы на реализацию мероприятий Программы не могут быть осуществлены только за счет средств федерального бюджета.
В Программе предусмотрены стимулирующие механизмы и меры государственной поддержки проектов в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности (XI раздел), основными из которых являются:
Текущее управление реализацией Программы, а также контроль за ходом ее выполнения осуществляются ответственным исполнителем Программы и соисполнителями Программы в соответствии с Порядком разработки, реализации и оценки эффективности государственных программ Российской Федерации, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 02 августа 2010 г. № 588.
Министерство энергетики Российской Федерации руководит деятельностью по реализации Программы, несет ответственность за ее выполнение и конечные результаты, рациональное использование выделяемых средств и определяет формы и методы управления реализацией Программы.
Затраты на управление реализацией и контроль выполнения Программы на 2011–2020 годы составляют 409 млн.руб. (в том числе на 2011–2013 годы – 105 млн.руб.), что составляет около 0,01 процента от общих затрат на реализацию Программы.
При оценке эффективности Программы учитывались затраты и ожидаемые результаты реализации мероприятий Программы (раздел XII).
Повышение энергетической эффективности и снижение энергетических издержек является только одним из результатов модернизации и технологического развития. Поэтому в расчетах затрат по проектам используется концепция приростных капитальных затрат.
Дополнительные затраты или выгоды могут включать годовое изменение эксплуатационных издержек, устранение необходимости в капитальных вложениях или расходах на капитальный ремонт.
Расходы бюджетов на реализацию Программы определялись исходя из объемов реализации мероприятий Программы.
Стимулирование реализации региональных программ в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности субъектов Российской Федерации осуществляется за счет софинансирования расходных обязательств субъектов Российской Федерации.
Стимулирование принятия потребителями энергетических ресурсов решений о реализации проектов в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности осуществляется за счет предоставления государственных гарантий по кредитам на реализацию такого рода проектов.
Кроме того, средства федерального бюджета используются на финансирование мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности на объектах федеральных государственных учреждений, на финансирование научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, осуществления образовательной деятельности и информационного обеспечения мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности.
В качестве экономических эффектов Программы оцениваются:
2.7. Рекомендации по разработке и реализации
региональных программ и программ организаций с участием государства или муниципальных образований в области энергосбережения
и повышения энергоэффективности
Основанием для разработки рекомендаций является Федеральный закон от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» (статья 25).
При разработке рекомендаций, а, следовательно, и программ необходимо учитывать достаточно большое количество требований, установленных в документах, утвержденных на федеральном уровне. Основными из них являются:
Следует отметить, что региональные программы энергосбережения и повышения энергоэффективности и программы организаций с участием государства или муниципальных образований имеют существенные различия. В связи с этим целесообразно рассмотреть порядок их разработки и реализации отдельно.
Разработку региональных программ энергосбережения и повышения энергоэффективности рекомендуется выполнять в шесть основных этапов:
1. Сбор исходных данных.
2. Составление топливно-энергетического баланса (ТЭБ) региона, определение потенциала и резервов энергосбережения в разных секторах экономики.
3. Выбор приоритетных направлений энергосбережения, формирование структуры программы.
4. Подбор эффективных технических решений энергосбережения и повышения энергоэффективности и их увязка между собой.
5. Выбор мотивирующих механизмов для реализации технических мероприятий по энергосбережению и повышению энергоэффективности.
6. Мониторинг программ энергосбережения при их разработке и реализации.
Каждый этап имеет определенный результат. Однако четких границ между этапами не существует, они плавно перетекают из одного в другой.
На этапе сбора исходных данных, основной целью является определение ключевых особенностей региона, оказывающих важнейшее влияние на энергопотребление, и затрат, связанных с ресурсообеспечением территории. Регионы могут существенно отличаться друг от друга по числу количественных и качественных параметров. К числу важнейших особенностей, определяющих качественную картину региона относятся:
Основным результатом первого этапа разработки региональной программы энергосбережения является анализ и сопоставление комплекса выявленных особенностей региона с государственной программой, утвержденной распоряжением Правительства РФ №2446-р от 27 декабря 2010 г.
Таким образом, именно этот этап позволяет получить адекватную картину проблематики эффективности энергообеспечения региона.
На втором этапе составляется ТЭБ региона, определяется потенциал и резервы энергосбережения в разных секторах экономики. Каждый регион обладает собственным потенциалом повышения энергоэффективности. На это влияют территориальные особенности региона, национальный особенности, климат, нормативно-правовая база и ряд других аспектов.
Базовым механизмом определения потенциала энергосбережения является анализ ТЭБ, основная задача которого заключается в том, чтобы показать общую картину использования ТЭР на определенной территории. Исходной информацией для составления ТЭБ являются формы статотчетности, фактические данные от энергоснабжающих организаций по отпуску, потреблению и потерям энергии, имеющаяся в наличии информация от местных органов власти, данные по нормативам потерь, результаты энергоаудита и другая официальная информация. Результатами разработки ТЭ являются данные по фактической структуре производства и потребления энергоресурсов, фактические потери, потенциал энергосбережения, резервы мощности.
Сводный ТЭБ региона представляет собой сбалансированную систему показателей, в которой представлена вся основная информация, характеризующая развитие энергетического комплекса и экономики за определенный период времени. На основе анализа ТЭБ разрабатываются рекомендации по рациональной схеме использования отдельных энергетических ресурсов, замене одних энергоносителей другими, по оптимальным схемам электрификации и топливоснабжения отдельных районов и размещению энергоемких производств.
Основным результатом второго этапа разработки региональной программы энергосбережения является составление ТЭБ региона, оценка потенциалов энергосбережения в различных секторах экономики и территории в целом.
Выбор приоритетных направлений энергосбережения и формирование структуры программы осуществляется на третьем этапе. Комплекс приоритетных направлений по повышению энергетической эффективности формируется по результатам оценки потенциала региона. При формировании этого комплекса необходимо учитывать потенциал системных решений. Во многих случаях реализация системных мер может дать существенно больший эффект, чем частные оптимизационные решения.
Региональные программы энергосбережения должны включать целевые индикаторы и показатели энергосбережения и повышения энергоэффективности, содержащиеся в государственной Программе, утвержденной Правительством РФ от 27 декабря 2010 года №2446-р:
а) эффективность использования энергоресурсов в жилищном фонде и системах коммунальной инфраструктуры;
б) сокращение энергопотерь при передаче энергии, оснащенность приборами учета и регулирования расхода энергоресурсов;
в) увеличение числа объектов высокого класса энергоэффективности;
г) увеличение количества объектов, использующих местные виды топлива, вторичные и ВИЭ;
д) рост парка транспортных средств с высокой топливной эффективностью, использующих природный газ в качестве моторного топлива, гибридных транспортных средств;
е) сокращение бюджетных средств на энергообеспечение организаций бюджетной сферы и увеличение объемов внебюджетных средств для выполнения программных мероприятий.
Кроме того, они могут содержать целевые индикаторы и показатели, являющиеся специфическими для конкретного региона.
Подбор эффективных технических решений энергосбережения и повышения энергоэффективности и их увязка между собой выполняются на 4 этапе.
Формирование наиболее эффективного комплекса мер и мероприятий для региональных программ энергосбережения осуществляется путем решения двух основных задач:
Существуют типовые технические решения по повышению уровня энергоэффективности объектов различных сфер экономики, выбор которых для конкретных регионов зависит от полученной оценки текущего состояния региона и его типа.
Из всего перечня мероприятий на данном этапе отбираются наиболее приемлемые по срокам окупаемости, возможностям технологической реализации, экологическим требованиям, другим заданным параметрам и ограничениям.
Основным результатом четвертого этапа разработки региональной программы энергосбережения является выбор из всего комплекса мер наиболее эффективных и быстрореализуемых по сравнению с остальными мерами в применении к конкретному региону.
Выбор мотивирующих механизмов для реализации технических мероприятий по энергосбережению и повышению энергоэффективности производится на 5 этапе.
Реализация ряда технических мероприятий, необходимых для развития энергосистемы региона и повышения уровня энергоэффективности, требует совершенствования нормативно-правового поля, создания благоприятной мотивационной среды и формирования различных стимулирующих механизмов:
После того, как все необходимые механизмы осуществления мероприятий энергосбережения и повышения энергоэффективности определены, региональная программа утверждается в установленном порядке и формируется структура управления и реализации программных мероприятий. Основным результатом пятого этапа является сформированная комплексная региональная программа энергосбережения с обязательным определением, в зависимости от особенностей территории, необходимых мотивационных механизмов.
На шестом этапе осуществляется мониторинг программ энергосбережения и повышения энергоэффективности при их разработке и реализации. В качестве индикаторов выполнения программных мероприятий могут использоваться удельные расходы энергоресурсов на источниках энергии, потери при транспорте энергоносителей, удельные показатели в разных секторах потребления.
Мониторинг показателей энергоэффективности, является важной составляющей программы энергосбережения, позволяющий объективно судить о результатах проводимых мероприятий в регионе.
Основным результатом шестого этапа является обеспечение в рамках региональной программы энергосбережения комплексного непрерывного мониторинга в первую очередь показателей энергопотребления в регионе. Результаты мониторинга являются основанием для корректировки региональных программ энергосбережения и повышения энергоэффективности региона.
Таким образом, региональная программа энергосбережения – это документ, содержащий комплекс организационных, технических, экономических и иных мероприятий, взаимоувязанных по ресурсам, исполнителям, срокам реализации и направленный на решение задач энергосбережения, с определением приоритетных направлений реализации государственной политики в этой области, а также путей максимального использования имеющихся резервов экономии топливно-энергетических ресурсов в регионе.
В состав региональной программы энергосбережения рекомендуется включать следующие разделы:
При необходимости в состав разделов программы могут быть включены:
В паспорте программы рекомендуется указывать ее наименование, основание для разработки, разработчика и исполнителей, сроки реализации, цели, основные задачи, важнейшие целевые показатели и индикаторы, краткое изложение основных мероприятий, объемы и источники финансирования по годам реализации Программы, ожидаемые социально-экономические результаты.
Содержание остальных разделов программы соответствует рекомендуемым выше этапам ее разработки.
Программу организаций с участием государства или муниципальных образований в области энергосбережения и повышения энергоэффективности рекомендуется разрабатывать на основе данных, полученных в ходе энергетического обследования. В соответствии со ст.16 Закона 261-ФЗ для организаций с участием государства или муниципального образования проведение энергетического обследования является обязательным. Первое энергетическое обследование должно быть проведено до 31 декабря 2012 года, последующие энергетические обследования должны проводиться не реже, чем один раз каждые пять лет.
Согласно ч.4 ст.15 Закона № 261-ФЗ деятельность по проведению энергетического обследования вправе осуществлять только лица, являющиеся членами саморегулируемых организаций в области энергетического обследования.
Энергетическое обследование организации включает в себя комплексный анализ исходной ситуации по потреблению энергетических ресурсов, эффективности их использования, выявление потенциала энергосбережения. Результатом энергетического обследования является энергетический паспорт, который составляется по форме в соответствии с требованиями, утвержденными Приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 19 апреля 2010 г. № 182.
Помимо энергетического паспорта по результатам энергетического обследования должен быть разработан перечень типовых, общедоступных мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности и проведена их стоимостная оценка. Согласно ч.3 ст.15 Закона № 261-ФЗ по соглашению между лицом, заказавшим проведение энергетического обследования, и лицом, проводящим энергетическое обследование, может предусматриваться разработка по результатам энергетического обследования отчета, содержащего перечень мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности, отличных от типовых, общедоступных мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности.
Целесообразно при формировании конкурсной документации на проведение энергетического обследования в техническом задании указать в составе работ разработку перечня мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности, отличных от типовых, общедоступных мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности, или же непосредственно разработку Программы организации.
В случае если энергетическое обследование не было проведено, то для разработки Программы необходимо самостоятельно собрать соответствующую базовую информацию об объекте обследования.
Минимально необходимый перечень разделов программы охватывает:
В Программу могут быть включены и иные разделы, в том числе введение и механизм реализации Программы.
Программа также должна содержать паспорт программы, в котором указываются те же сведения, что и в паспорте региональной программы.
Для разработки отдельных разделов программы можно рекомендовать тот же алгоритм, основные положения которого изложены в рекомендациях по разработке региональных программ. Это связано с тем, что программы организаций с участием государства или муниципального образования, как правило, являются составной частью региональной программы.
Органы государственной власти субъекта Российской Федерации, а также органы местного самоуправления могут установить дополнительные требования к Программам организаций с участием государства или муниципальных образований. Поэтому, при разработке Программы необходимо учитывать также требования регионального (муниципального) уровня.
Для расчета экономической эффективности мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности могут быть использованы Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов, утвержденные Министерством экономики Российской Федерации от 21 июня 1999 г. № ВК 477, Министерством финансов Российской Федерации от 21 июня 1999 г., Государственным комитетом Российской Федерации по строительной, архитектурной и жилищной политике от 21 июня 1999 г.
2.8. Целевые показатели и индикаторы программ
Индикаторы и показатели – это аналитический инструмент, рассчитанный на основе базовых статистических данных. Они нацелены на описание связей между различными сторонами определенных видов деятельности. Индикаторы и показатели дают возможность анализировать и понимать причины изменений, происходящих во времени в рамках рассматриваемых видов деятельности.
На национальном и региональном уровне энергетические индикаторы и показатели позволяют:
Они также дают возможность сравнений между странами, что является важнейшим элементом в рамках международных переговоров по изменению климата.
Для оценки эффективности мероприятий, включенных как в государственную программу энергосбережения, так и в региональные и муниципальные программы, используется система целевых индикаторов и показателей. Перечень интегральных целевых индикаторов и показателей государственной программы и ее подпрограмм по отдельным секторам экономики Российской Федерации приведен при рассмотрении основных положений Программы.
Интегральным целевым показателем энергосбережения и повышения энергетической эффективности для экономики Российской Федерации в целом является снижение энергоемкости валового внутреннего продукта (ВВП) на 13,5%, что в совокупности с другими факторами позволит обеспечить снижение энергоемкости ВВП к 2020 году на 40%. Целевые индикаторы энергосбережения определяют задания по суммарной экономии основных энергетических ресурсов в натуральном выражении: природного газа, электроэнергии, тепловой энергии, нефти и нефтепереработки, а также годовой экономии первичной энергии и суммарному снижению выбросов парниковых газов.
Для оценки эффективности мероприятий, включенных в региональные и муниципальные программы, расчет целевых показателей осуществляется с применением индикаторов, отражающих общее состояние субъекта Российской Федерации и муниципального образования в области энергоснабжения. Они определены в «Методике расчета значений целевых показателей в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности», утвержденной приказом Министерства регионального развития Российской Федерации от 7 июня 2010 г. N 273 [50].
В соответствии с Методикой расчет целевых показателей для региональных программ производится на основании индикаторов, приведенных в приложении к ней по следующим группам:
Группа А – Общие целевые показатели в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности;
Группа B – Целевые показатели в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности, отражающие экономию по отдельным видам энергетических ресурсов (рассчитываются для фактических и сопоставимых условий);
Группа C – Целевые показатели в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности в бюджетном секторе;
Группа D – Целевые показатели в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности в жилищном фонде;
Группа E – Целевые показатели в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности в системах коммунальной инфраструктуры (составляется при возможности сбора исходных данных).
Расчет целевых показателей для муниципальных программ производится на основании индикаторов, приведенных в приложении к Методике, по следующим группам:
Группа А – Общие целевые показатели в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности;
Группа B – Целевые показатели в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности, отражающие экономию по отдельным видам энергетических ресурсов (рассчитываются для фактических и сопоставимых условий);
Группа C – Целевые показатели в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности в бюджетном секторе;
Группа D – Целевые показатели в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности в жилищном фонде;
Группа E – Целевые показатели в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности в системах коммунальной инфраструктуры;
Группа F – Целевые показатели в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности в транспортном комплексе.
Порядок расчета целевых показателей по соответствующим группам при разработке региональных и муниципальных программ также определен в приложениях к Методике.
Контрольные вопросы
Литература
Информационные ресурсы
Электронная библиотека по энергетике – РОСЭНЕРГОСЕРВИС. [Сайт], URL: http://lib.rosenergoservis.ru/energosberegenie-na-promishlennix-predpriyatiyax.html
www.gisprofi.com
www.elec.ru
http://www.ensor.ru/
http://www.energyland.info/
http://www.energoboard.ru
http://ieport.ru/index.php?do=regcompany
http://www.energo-info.ru/
http://www.energospace.ru/
energoportal.net
http://www.mashportal.ru/
www.380v.net
www.netelectro.ru
www.elecab.ru
www.electrob.ru
www.msouz.ru
http://portal-energo.ru/
РАЗДЕЛ 3
Энергосбережение и выбросы парниковых газов (СО2)
Глобальное потепление является твердо установленным научным фактом. За последние 20-25 лет зафиксированное увеличение температуры составило 0,35 °С. По прогнозам специалистов пик глобального потепления будет зафиксирован на уровне 1,5-2,0 °С выше современного примерно через 200 лет.
Основной причиной глобальных процессов, которые приводят к изменению климата на нашей планете, являются существующие технологии, оказывающие негативное воз действие не только на климат, но и на здоровье людей, выбрасывая в атмо сферу парниковые газы, обуславливающие возникновение парникового эффекта, который был описан ещё в начале XIX века.
Парниковый эффект – это свойство атмосферы пропускать солнечную радиацию (ультрафиолетовое излучение), но частично задерживать земное (инфракрасное) излучение и, тем самым, способствовать аккумуляции тепла Землей, средняя температура которой в настоящее время составляет около 15 °С. При данной температуре поверхность планеты и атмосфера находятся в тепловом равновесии.
До вмешательства человека в глобальные процессы Земли изменения, происходящие на её поверхности и в атмосфере, были связаны с содержанием в природе газов, которые и были названы «парниковыми».
К парниковым газам принято относить такие компоненты атмосферы естественного и антропогенного происхождения, которые поглощают и излучают радиацию в том же инфракрасном диапазоне, что и поверхность Земли, атмосфера и облака. К ним относятся: водяной пар (Н2О), диоксид углерода (CO2), метан (CH4), закись азота (N2O), тропосферный озон (О3) и некоторые другие, например, антропогенные хлорфторуглероды (ХФУ), гидрофторуглероды (ГФУ), перфторуглероды (ПФУ), шестифтористая сера (SF6), которые под воздействием солнечного излучения распадаются, поставляя активные радикалы хлора, разрушающие озоновый слой. Без такого газо вого «покрывала», окутывающего Землю, температура на её поверхности была бы ниже на 30-40 °С, что обусловило бы проблематичность существова ния живых организмов в таких условиях (рис.3.1).
Углекислый газ является наиболее важным по влиянию на климат парниковым газом. Согласно докладу МГЭИК после 1750 г. отмечается беспрецедентный по скорости рост концентрации СО2 в атмосфере (на 35 %): с 280 ppm в 1750 г. до 379 ppm в 2005 г. [25].
Рисунок 3.1. Парниковый эффект
Метан – второй по значимости после CO2 парниковый газ, концентрация которого увеличилась с 715 ppb в доиндустриальный период до 1774 ppb в 2005 г., т.е. в 2,5 раза. В конце 1970-х и начале 1980-х годов наблюдалась максимальная скорость роста концентрации метана в атмосфере – около 1 % в год. [25]. Однако сначала 1990-х годов она значительно уменьшилась. Несмотря на среднегодовое замедление роста концентрации метана за последние 15 лет, наблюдается его значительная межгодовая изменчивость, причины которой не совсем понятны и порой необъяснимы.
Концентрация закиси азота по сравнению с доиндустриальным периодом (270 ppb) увеличилась на 18 % и в 2005 г. составила 319 ppb. В течение последних десятилетий этот рост был примерно линейным и составлял 0,8 ppb/год. В настоящее время примерно 40 % N2O поступает в атмосферу в результате хозяйственной деятельностью (удобрения, животноводство, химическая промышленность), однако существует большая неопределенность в оценках эмиссии, как от антропогенных, так и природных источников. N2O принадлежит важная роль в химии атмосферы, ибо этот газ является источником диоксида азота NО2, разрушающего стратосферный озон. В тропосфере NО2 способствует образованию озона и в значительной степени определяет химический баланс. [25].
Тропосферный озон оказывает как прямое влияние на климат через поглощение инфракрасного излучения Земли и ультрафиолетового излучения Солнца, так и через химические реакции, которые изменяют концентрации других парниковых газов, например, метана (тропосферный О3 способствует образованию важного окислителя парниковых газов – радикала ОН). [25].
На протяжении XXI века из-за увеличения антропогенной эмиссии предшественников озона в результате развития мировой экономики и роста населения (особенно в Юго-Восточной Азии, Центральной и Южной Америке, Африке) влияние тропосферного озона на климатическую систему будет оставаться значительным.
Водяной пар – важнейший естественный парниковый газ, вносит значительный вклад в парниковый эффект с сильной положительной обратной связью. Так, увеличение температуры воздуха вызывает рост влагосодержания атмосферы при примерном сохранении относительной влажности, что вызывает усиление парникового эффекта и тем самым способствует дальнейшему повышению температуры воздуха. Влияние водяного пара также может проявляться через увеличение облачности и изменение количества осадков. Вклад хозяйственной деятельности человека в эмиссию водяного пара незначителен и составляет менее 1 %. Водяной пар, наряду со способностью поглощать радиацию практически во всем инфракрасном диапазоне, также является источником образования ОН-радикалов, являющихся чрезвычайно активными окислителями и в значительной степени (несмотря на малые концентрации) определяющими химический состав тропосферы. [25].
В результате техногенной деятельности человека изменяется общий баланс тепла, влаги и веществ в атмосфере Земли. Это касается, прежде всего, углекислого газа, содержание которого в связи колоссальным ростом потребления углеводородного топлива неуклонно растет. Примерно на 50 % парниковый эффект вызван углекислым газом, на долю ХФУ приходится 15-20 %, на долю метана – около 18 %.
Парниковые газы различаются «силой» воздействия своего парникового эффекта, а также длительностью присутствия в атмосфере. Для сравнения парникового воздействие различных газов вводится эквивалент: их эффект пересчитывается в эффект от наиболее распространённого парникового газа – углекислого газа СО2. Численные оценки выбросов всех парниковых газов даются в тоннах СО2 эквивалента, получаемых в результате такого пересчета (обозначение – т СО2-экв).
Именно концентрация антропогенных парниковых газов (прежде всего, углекислого газа и метана) в атмосфере существенно изменилась в течение последнего столетия в результате деятельности человека, т.е. в век углеводородного топлива, что доказано изотопным и корреляционным анализами.
Конечно, вряд ли Земля может превратиться в Венеру или Марс (ведь и так уже порядка 90 % излучения поглощается), однако, если не предпринимать никаких мер, повышение средней температуры Земли на несколько градусов вполне возможно. А это уже грозит серьёзными последствиями: по оценкам специалистов увеличение средней температуры Земли на 2 ºС может привести в росту температуры в Арктике более чем на 5 ºС, а диапазон колебаний, т.е. скачков температуры, может достигнуть 20 ºС. [12].
На рис. 3.2 представлены глобальные антропогенные выбросы парниковых газов. [2].
Рисунок. 3.2. а) Глобальные антропогенные выбросы ПГ с 1970 г. по 2004 г.
b) Доля различных антропогенных ПГ в суммарных выбросах в 2004 г.
с) Доля различных секторов в суммарных выбросах антропогенных ПГ.
В связи с необходимостью изучения среды обитания человека, в июне 1992 г. в Рио-де-Жанейро состоялась конференция с участием первых лиц 156 государств, которые подписали так называемую Рамочную конвенцию об изменении климата. Развитием её является межправительственный Протокол, подписанный в 1997 г. в японском городе Киото – поэтому он и был назван Киотским Про токолом. Это первый в истории человечества случай, когда практи чески всё мировое сообщество подключилось к решению такой сложной на учной задачи, как охрана окружающей среды.
По состоянию на сентябрь 2011 г. Протокол был ратифицирован 191 страной мира. Заметным исключением из этого списка являются США.
Цель – сократить или стабилизировать выбросы парниковых газов (CO2, CH4, гидрофторуглеводороды, перфторуглеводороды, закись азота N2O, SF6) на 5,2 % в 2008-2012 годах по сравнению с 1990 годом.
Основные обязательства взяли на себя индустриальные страны:
Президент РФ Владимир Путин подписал Киотский Протокол 4 ноября 2004 года.
Благодаря КП темпы роста эмиссии диоксида углерода в атмосферу резко замедлились. Анализ перспективных структур мирового энергоба ланса позволяет заключить, что пик этой эмиссии будет зафиксирован в те чение ближайших 20-25лет на уровне, не слишком отличающемся от современного. В настоящее время выбросы составляют около 7 млрд. т в год, а ожидаемый пик по прогнозам составит примерно 9 млрд. т в год.
Киотский протокол обязывал большинство из промышленных стран мира к 2012 г. сократить свои объёмы выбросов ПГ в среднем на 5,2 % от уровня 1990 г. Тем не менее, не все страны справились с принятыми обязательствами.
Наибольших успехов в снижении выбросов ПГ достигли страны Прибалтики (особенно, Латвия), в то время как на противоположном полюсе «лидируют» Испания и Канада. Удивительно, но Испания входит в четвёрку стран, наиболее развитых в сфере освоения ВИЭ. Что касается Канады, то в 2011 г. они вышли из Киотского протокола. [8].
В приложении к климатической Конвенции ООН названы технологические процессы, приводящие к эмиссии парниковых газов:
Основным загрязнителем атмосферы является СО2, образующийся в результате сжигания органического топлива при выработке электроэнергии и тепла. Евросоюз с насе лением 16 % от общего населения в мире является в настоящее время одним из основных загрязнителей атмосферы (26 %).
Среди стран мира самым крупным загрязнителем окружающей среды в начале ХХI века яв лялись США – 7,7 млн. тонн СО2 (более 20 % от суммарной общемировой эмиссии углекислого газа), Китай – 7,6 млн. т, России – 6,2 млн.т. [14].
По относительным показателям эмиссии СО2 (выбросы в тоннах на 1 МВт установленной электрической мощности ТЭС) крупнейшим загрязнителем воздуха можно считать Россию (80 т/МВт), затем следует Индия и Великобритания (по 65 т/МВт), Китай (61 т/МВт). Наиболее низкие показатели в Германии и Японии – всего 7 т/МВт. [14].
Одним из самых загрязнённых мегаполисов в мире является Пекин с его 12-милионным населением. Основной причиной загрязнения являются промышленные предприятия, густо разбросанные по городу. Во многом способствует загрязнению Пекина и отопление домов углем.
В последние годы по «экологическим» причинам в Китае было закрыто 73 тыс. предприятий. К 2001 г. более 90 % из 238 тыс. производств, кото рым были предъявлены претензии со стороны государства, осуществили необходимые мероприятия по обеспечению экологической безопасности и стали соответствовать государственным экологи ческим стандартам. В результате, за годы бурного экономического роста за грязнение окружающей среды удалось сократить на 10 % по сравнению с 1995 г. В первой декаде ХХI века Китай намерен снижать количество вредных выбросов на 10 % ежегодно путём внедре ния новых технологий и экологически чистых процессов производства. [14].
Выброс парниковых газов зависит от вида сжигаемого топлива и содержания углерода и составляет примерно 1,4 кг на 1 кВт∙ч. Наиболее высокие уровни выброса СО2 имеют электростанции, работающие на угле.
Киотским протоколом закреплены количественные обязательст ва как развитых стран, так и стран с переходной экономикой по ограниче нию и снижению поступления парниковых газов (прежде всего СО2) в атмо сферу. По состоянию на февраль 2011 г. его ратифицировали 191 страна.
Производство электроэнергии на основе безэмиссионных технологий в настоящее время связано со значительными материальными затратами, которые, в свою очередь, обуславливают повышенные энергозатраты, а значит, сопряжены с дополнительной эмиссией тех же пар никовых газов.
Очевидно, что выбросы парниковых газов надо снижать. Встаёт закономерный вопрос: кто, где, когда и как? Почти как в популярном интеллектуальном телешоу «Что, где, когда?». В научных докладах самого различного уровня, в правительственных материалах различных стран и в межправительственных отчётах можно встретить, например, численные показатели: 50 % снижения выбросов ПГ к 2050 г. для мира в целом и 80 % – для наиболее развитых стран. Но чтобы судить о действиях той или иной страны в этом направлении, необходимо, но не достаточно замерить концентрацию СО2 в её городах: это будет не показательно, поскольку для ПГ, также как и для других токсичных газов, не существует межгосударственных границ и «таможенных пунктов», они могут достаточно долго находиться в атмосфере и хорошо там перемешиваться. Поэтому их концентрации в Санкт-Петербурге, в Детройте или в Пекине, как правило, очень близки и не характеризуют ту или страну как источник парниковых газов. Здесь необходимы расчёты расхода использованного топлива, количества той или иной продукции, производство которой сопровождается выбросами и т. п. Кроме того, очень важен мониторинг состояния лесов и других экосистем, которые, как выясняется, могут не только поглощать углекислый газ, но и сами являться источниками СО2 и метана. [12].
Численно оценить суммарный объём выбросов ПГ вообще проблематично, поскольку достаточно хорошо изучена только наибольшая составляющая – выбросы СО2 от сжигания ископаемых видов топлива, которая дает примерно 65 % от общего количества, а также выбросы различных промышленных химических процессов (производство цемента, металлургия и др.), которые дают только около 3 % общих выбросов парниковых газов. Таким образом, относительно точно известно лишь порядка 70 % от общего объёма глобальных выбросов ПГ, в связи с чем в каждом конкретном анализируемом случае необходимо обращать внимание на то, что же имеется в виду под понятием «выбросы парниковых газов». [12].
Экологическая обстановка в мире в последние два десятилетия существенно изменилась. Если в 1990 г. на долю развивающихся стран приходилась 1/3 выбросов ПГ, а на долю промышленно развитых – 2/3, то к 2013 г. наблюдается почти зеркальное отображение, чему виной сильнейший рост выбросов в Китае, Индии, Бразилии, ЮАР и Индонезии, которые и определяют в настоящее время динамику глобальных выбросов (рис. 3.3). [12].
Рисунок 3.3. Динамика выбросов ПГ и прогноз на 2013 г. [2].
В большинстве развитых стран выбросы либо стабильны, либо незначительно снижаются. Это объясняется тем, что внедрение новых энергоэффективных технологий и товаров идет быстрее, чем расширение объёмов производства и потребления. Существенным фактором является и невысокий рост численности населения в развитых странах по сравнению с развивающимися.
Что касается России, то у нас наблюдается медленный рост выбросов ПГ, поскольку энергоэффективность растёт пока медленнее, чем объём производства и потребления.
Остаётся только надеяться, что в ближайшие годы или десятилетия РФ встанет на путь устойчивого развития, что приведёт и снижению выбросов СО2 и других парниковых газов. [12].
Президент и премьер-министр РФ регулярно отмечают, что Россия будет предпринимать шаги по снижению выбросов, если столь же активно в этом процессе будут участвовать два главных «вредителя»: Китай и США. До недавнего времени Россия была на третьем месте по объёму выбросов парниковых газов, но на сегодняшний день по выбросам СО2 в энергетике и промышленности наша страна уже четвертая (нас «опередила» Индия). Если же добавить ещё и данные о рубке лесов, то впереди нас и Бразилия (рис. 3.4). Относительный вклад РФ в глобальные выбросы ПГ сократился до 3 %. [12].
Рисунок 3.4. Вклад отдельных стран в выбросы парниковых газов
в середине 2000-х г. [2]
3.1. Энергосбережение как инструмент сокращения потребления
энергии и снижения выбросов парниковых газов
Размышления о потреблении энергии неизбежно наводят на мысль об энергосбережении. Действительно, энергосбережение – это один из наиболее оптимальных путей для сокращения общемирового потребления энергии, а следовательно, и снижения выбросов парниковых газов.
Показателен в этом отношении пример Японии, которая стала «островом экономии растущего потребления энергии». Национальные электроэнергетические компании Японии сообщили в конце 2012 г. о снижении продаж электроэнергии за год на 6,3 % по сравнению с аналогичным периодом прошлого года.
Добиться такого результата помогли согласованные действия практически всех граждан страны. К примеру, в целях экономии энергии японцы даже начали использовать носки со своеобразной «вентиляцией» – них по краям прошита дырка, располагающаяся на верхней части подошвы. Предполагается, что обладателям носков такой модели будет более комфортно в жаркую погоду, а, следовательно, не будет необходимости включать кондиционеры на полную мощность. [24].
Однако основные объёмы энергии, конечно, экономятся за счёт более сложных и масштабных технических решений. Например, там же в Японии на острове Сикоку одна из местных компаний создала систему сбережения электроэнергии для частных домов с помощью установленных в помещениях датчиков, которые фиксируют расход электроэнергии. Компьютер считывает с них информацию и отключает свет в тех помещениях дома, в которых в данный момент никого нет.
Опыт Японии наглядно показывает всему миру, что даже страна с мощным промышленным комплексом и исключительно развитой экономикой способна снизить потребление энергии.
Остаётся надеяться, что в мире возникнет мода на экономию энергии в духе Страны восходящего солнца. [24].
В последние годы в России предпринимаются активные меры по энергосбережению и повышению энергоэффективности в совокупности со снижением выбросов парниковых газов. Принята Государственная программа Российской Федерации «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года».
Совместными усилиями экологических организаций северных стран по выделению национальных приоритетов в снижении выбросов парниковых газов и их объединению в скоординированные действия общественности подготовлен проект «Меры по снижению в России выбросов парниковых газов и приоритеты работы российских неправительственных организаций» (руководитель проекта А.О.Кокорин, WWF-России, Москва). В проекте приведён подробный детальный обзор мер по энергосбережению в российской экономике в совокупности с обязательным снижением выбросов парниковых газов. Приоритет отдаётся, прежде всего, жилому сектору, транспорту, отходам, возобновляемым источникам энергии, лесам, а также вопиющей ситуации со сжиганием попутного нефтяного газа в факелах и гигантским утечкам природного газа в «ведомстве» Газпрома. [12].
В проекте приводится оценка целого ряда мер повышения энергоэффективности различных сфер промышленности, жизнедеятельности человека и энергосбережения с обязательной расчётной оценкой прогнозируемого снижения выбросов парниковых газов к 2020 г.:
3.2. Меры повышения энергоэффективности зданий
По оценкам экспертов МЭА (Мировое Энергетическое Агентство) в большинстве стран примерно 40 % энергопотребления приходится на здания (жилые и нежилые).
Показателем энергоэффективности строительного объекта (здания) служат потери тепловой энергии с квадратного метра (кВт·ч/м²) в год или в отопительный период. В среднем эта величина составляет 100-120 кВт·ч/м². Энергосберегающим считается здание, у которого этот показатель ниже 40 кВт·ч/м². Для развитых европейских стран этот показатель ещё ниже – порядка 10-15 кВт·ч/м². [26].
Ограждающие конструкции (стены, окна, крыши, пол) стандартных домов имеют довольно большой коэффициент теплопередачи. Это приводит к значительным потерям: например, тепловые потери обыкновенного кирпичного здания составляют 250-350 кВт·ч в год с 1 м2 отапливаемой площади.
В России, где большая часть территории находится в зонах с суровым климатом, а энергоэффективность зданий чрезвычайно низка (по сравнению со зданиями в развитых странах со сходным климатом), задача повышения энергоэффективности жилых, общественных и производственных зданий особенно актуальна.
Энергосбережение в строительстве, усовершенствование жилья и минимизация тепловых потерь включают в себя следующие аспекты:
В вышеуказанном проекте рассматриваются следующие меры по повышению энергоэффективности зданий:
3.3. Капитальный ремонт жилых зданий
Капитальный ремонт ранее построенных зданий с целью снижения энергопотребления до уровня нормативных требований для нового строительства включает следующие мероприятия и технологические процессы:
Нормативы энергопотребления для новых зданий в России составляют 105 кВт∙ч/м2 в год, или 0,09 Гкал/м2 в год. Осуществление перечисленных мероприятий позволит за весь срок реализации Госпрограммы «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 г. (далее сокращённо – Госпрограмма) сэкономить около 98 млн т.у.т., что должно привести к сокращению выбросов парниковых газов на 33 млн т СО2-экв.
При условии, что к 2030 г. 70 % жилых зданий подвергнутся капитальному ремонту в совокупности с улучшением технического обслуживания зданий и их систем теплоснабжения (своевременный ремонт систем отопления и вентиляции, теплоизоляции трубопроводов), снижение выбросов ПГ составит около 70 млн т СО2-экв.
Дополнительные меры, включающие в себя модернизацию водонагревательных систем в существующих зданиях (там, где они есть), а в ряде случаев – частичную замену централизованного теплоснабжения с использованием солнечных коллекторов и тепловых насосов (там, где это рентабельно) даже при ограниченном применении может принести сокращение выбросов ещё на 5-7 млн т СО2-экв. Таким образом, суммарный прогнозируемый эффект капитального ремонта жилых зданий составит порядка 75 млн т СО2-экв. [12].
3.4. Теплоизоляция существующих жилых зданий
На рис. 3.5 представлена структура относительных тепловых потерь крупнопанельных жилых зданий разных серий.
Рисунок 3.5. Структура годовых потерь крупнопанельных домов
Снижение теплопотерь зданий можно достичь посредством целого ряда низкозатратных маломасштабных мероприятий: утепление окон и дверей, герметизация плинтусов и других мест утечек тепла, теплоизоляция чердачных помещений, полов первых этажей, пустот в стенах. Если в течение 20 лет подобные мероприятия охватят 90 % существующих жилых зданий (как проходящих, так и не проходящих капитальный ремонт), а это означает, что ежегодно должны быть обслужены 4,5 % существующего жилого фонда, то прогнозируемое снижение выбросов ПГ составит около 35 млн т СО2-экв. Расчёты показывают, что инвестиции в мероприятия по ликвидации (или минимизации) тепловых потерь через различные неплотные стыки (двери, окна и т.п.) приносят как минимум двукратный эффект.
На период до 2020 г. Госпрограммой предусмотрен комплексный энергосберегающий ремонт (с осуществлением мероприятий по ликвидации теплопотерь) многоквартирных жилых здании общей площадью 340 млн м2, что составляет 10 % от общего жилого фонда РФ.
Следует отметить, что меры по утеплению квартир достаточно просты, их можно осуществлять своими силами, они создают дополнительный комфорт жилого помещения и позволяют отказаться от необходимости использования дополнительных электрообогревателей. [12].
3.5. Установка приборов учета и регулирования тепла и горячего водоснабжения в жилых зданиях
Абсолютное большинство жилых домов в России не оснащены узлами учёта и регулирования тепла и горячего водоснабжения. В последнее десятилетие в крупных городах началась установка узлов теплового учёта в многоквартирных домах, но гидроэлеваторные узлы, позволяющие регулировать и экономить расход теплоносителя в масштабах всего дома, имеются лишь в очень малом количестве домов. Для установки узлов учёта и регулирования расхода теплоносителя необходима реконструкция большей части систем отопления, потому что во многих домах используется прямоточная зависимая система теплоснабжения, не позволяющая регулировать параметры домового отопления.
В рамках Госпрограммы к 2021 г. предусматривается установка 2,434 млн. коллективных (общедомовых) приборов учета тепловой энергии.
В большинстве российских квартир не установлены индивидуальные счетчики учёта расхода теплоносителя и термостаты для регулирования расхода тепла. Во-первых, их установка возможна только при горизонтальной разводке отопления, а в российских домах наиболее часто встречается вертикальная система разводки отопления. Во-вторых, далеко не каждый гражданин РФ убеждён, что при современных тарифах на ГВС и отопление подобные приборы регулирования принесут ему выгоду. Русский человек хочет принимать душ так долго, как ему хочется, не ломая голову над тем, во что ему это обойдётся. Конечно, такому расточительному подходу когда-то придёт конец, но не сегодня и не завтра. Исконно русский способ регулирование температуры в помещении – это открытие окон: мы открываем окно, когда слишком тепло и душно, или включаем электрические обогреватели, когда слишком холодно. Оценочные расчёты показывают, что финансовые вложения в бытовые системы регулирования тепла приносят почти трёхкратную экономию.
Госпрограммой предполагается, что за 20 лет экономия тепловой энергии может составить не менее 20 %, если 90 % радиаторов отопления будут снабжены термостатами, а 90 % домов оборудованы счётчиками тепла, что в целом по стране к 2030 г. позволит сократить выбросы ПГ примерно на 35 млн т СО2-экв. [12].
3.6. Введение более строгих строительных норм для новых жилых зданий
Согласно статье 11 (Обеспечение энергетической эффективности зданий, строений и сооружений) Федерального закона Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. 261-ФЗ, здания, строения и сооружения, за исключением некоторых особо указанных, должны соответствовать требованиям энергетической эффективности, которые характеризуются удельной величиной расхода энергетических ресурсов. При этом требования энергетической эффективности зданий подлежат пересмотру не реже чем один раз в пять лет.
Если предположить сокращение годового удельного потребления тепла с 0,09 Гкал/м2 (105 кВт∙ч/м2) при существующих нормах до 0,04 Гкал/м2 (42 кВт∙ч/м2), то прогнозируемое сокращение выбросов ПГ может составить более 50 млн т СО2-экв.
Снижения энергопотребления здания может быть достигнуто благодаря:
3.7. Улучшение термоизоляции и модернизация существующих нежилых зданий
Комплекс мероприятий по модернизации существующих нежилых зданий включает герметизацию областей утечки тёплового воздуха и утепление оконных конструкций и дверей, что в комплексе может дать экономию энергопотребления до 50 % и соответствующему сокращению выбросов ПГ примерно на 50 млн т СО2-экв.
Бóльший потенциал экономии в нежилых зданиях по сравнению с жилыми объясняется тем, что многие из них (например, складские помещения, цеха) имеют очень высокие потолки, большие дверные проёмы и т. п. Для нежилых зданий инвестиция в энергоэффективность приносит пятикратную (иногда десятикратную) экономию. В комплексе с мероприятиями по улучшению технического обслуживания зданий (своевременный ремонт систем отопления, вентиляции и кондиционирования, теплоизоляции трубопроводов), включая и совершенствование системы управления (современный менеджмент) суммарное снижение выбросов ПГ возрастёт примерно до 65 млн т СО2-экв.
Большинство российских предпринимателей пока не осознают, что энергоэффективный офис – это экономичный офис, ведь экономия энергии в производственных помещениях существенно снижает энергоёмкость, а значит и себестоимости продукции. [12].
Простейший пример. Офис ЗАО «Лонос-Технология» в Санкт-Петербурге площадью 115 м2 и высотой 3 м (6 окон размером 1,4х1,6 м) отапливается 6 (шестью) радиаторами мощностью около 3 кВт каждый. В офисе работают 18 человек, соответственно 18 персональных компьютеров (системных блоков) и 21 монитор. Расчёты показывают, что тепловой поток, излучаемый мониторами (естественная конвекция) и системными блоками (вынужденная конвекция) достаточен для комфортного пребывания сотрудников в зимнее время вообще без использования радиаторов. Конечно, в очень суровые зимние дни радиаторы пригодятся, но таких дней в последние годы за весь отопительный период насчитывается в среднем не больше 10-15.
3.8. Строительство более энергоэффективных новых нежилых зданий
В ближайшие 20 лет планируется строительство промышленных зданий общей площадью 15-20 млн м2 в год и 50-60 млн м2 коммерческой и прочей нежилой недвижимости, включая объекты социальной сферы, образования и культуры. Мероприятия, включающие улучшение конструкции и расположения зданий, их теплоизоляцию и герметичность, использование современных материалов и конструкций стен, крыш, полов и окон, использование высокоэффективных систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и водонагревательных систем могут принести в итоге до 50 % экономии энергии и снижение выбросов ПГ к 2030 г. на 30 млн т СО2-экв. [12].
3.9. Использование современных энергоэффективных систем освещения
В Европе с 1 сентября 2009 г. вступил в силу запрет на продажу самых популярных во всем мире ламп накаливания мощностью 100 Вт и более. Программа перехода на энергосберегающие технологии должна завершиться в 2012 г. Ежегодно будут выводиться из продажи лампы накаливания всего ряда, начиная с больших мощностей.
Курс на экономию электроэнергии взяла и Россия. Согласно п. 8, ст. 10 ФЗ-261 с 1 января 2011 г. введён запрет на оборот ламп накаливания мощностью 100 Вт и более, с 2013 г. – мощностью 75 Вт и более, а с 2014 г. – мощностью 25 Вт и более.
Однако достаточно широкий круг населения традиционно использует для освещения в своих домах старые привычные «лампочки Ильича», не видя смысла в замене их на новые технологии – галогенные, люминесцентные или светодиодные лампы. Другие источники света до сих пор многим кажутся чем-то новым и незнакомым. Не все понимают, в чем причины такой «немилости» в отношении ламп накаливания и чем их можно заменить с наименьшими проблемами, связанными с переходом на иной источник.
Госпрограмма предусматривает внедрение в жилищном фонде эффективных систем освещения с заменой традиционных ламп накаливания на компактные люминесцентные лампы и светодиодные лампы с доведением к 2021 г. доли компактных люминесцентных ламп до 83 % при полном выводе из использования ламп накаливания.
При условии, что стоимость светодиодных ламп будет снижаться теми же темпами что и стоимость солнечной энергетики, то к 2030 г. переход на светодиоды станет массовым, особенно после 2020 г. В результате прогнозируемое снижение выбросов ПГ принесёт в жилых домах примерно 6 млн т СО2-экв. (замена ламп накаливания на светодиоды – 5 млн, замена люминесцентных на светодиоды – 1 млн), а в нежилых – 3 млн т СО2-экв. (замена ламп накаливания на светодиоды – 1,3 млн, замена люминесцентных на светодиоды – примерно 1 млн, замена устаревших ламп Т12 на Т8/5 – 0,7 млн). Суммарный эффект, таким образом, составит примерно 10 млн. т СО2-экв.
Для общедомовых решений по освещению представляется перспективной система «Шаг за шагом», суть которой заключается в поэтапном вложении средств. После замены ламп, например, на лестницах, жилищное сообщество откладывает сэкономленные деньги для следующего шага – покупки приборов, позволяющих ещё увеличить экономию электричества. Экономия от первых шагов накапливается и позволяет установить новое оборудование, например, датчики движения в тех помещениях, где не нужен постоянный свет, и так далее. [12].
3.10. Использование современной бытовой и офисной техники
Приобретение населением новой энергоэффективной бытовой электроники (компьютеров, принтеров, сканеров, телевизоров, DVD-проигрывателей, зарядных устройств) вместо морально и физически устаревшей техники оценивается вероятным эффектом снижения выбросов парниковых газов в 4 млн т СО2-экв.
Замена устаревшей бытовой техники (холодильников, стиральных и посудомоечных машин и т. п. по окончании срока её эксплуатации) на более энергоэффективные модели приведёт к сокращению выбросов ПГ на 5 млн. т СО2-экв.
Любая новая техника, в среднем, на 35-40 % более энергоэффективна, чем заменяемая (новая бытовая техника потребляет меньше электроэнергии на 15-20 %, а новая офисная техника – на 45-50 %). В коммерческих и прочих нежилых зданиях замена существующей бытовой техники и офисной электроники высокоэффективными моделями оценивается эффектом снижения выбросов ПГ в 6 млн т СО2-экв. Здесь предполагается, что.
Таким образом, к 2030 г. можно прогнозировать суммарный эффект в 15 млн т СО2-экв.
Важным аспектом является введение маркировки энергоэффективности, которая позволяет выбрать прибор, потребляющий при прочих равных потребительских свойствах меньше энергии. Потенциальный покупатель должен знать, что, купив более дорогой, но при этом более энергоэффективный прибор, уже через несколько месяцев он компенсирует разницу в цене за счёт экономии энергопотребления. [12].
Таблица 3.1.
Сводная таблица экологического эффекта в результате внедрения энергосберегающих мер по повышению энергоэффетивности зданий
|
№ |
Мероприятие |
Снижение выбросов парниковых газов, млн т СО2-экв. |
|
1 |
Капитальный ремонт жилых зданий |
75 |
|
2 |
Теплоизоляция существующих жилых зданий |
35 |
|
3 |
Установка приборов учёта и регулирования тепла и ГВС в жилых зданиях |
35 |
|
4 |
Введение более строгих строительных норм для новых жилых зданий |
50 |
|
5 |
Улучшение теплоизоляции и модернизация существующих нежилых зданий |
65 |
|
6 |
Строительство новых более энергоэффективных нежилых зданий |
30 |
|
7 |
Использование современного энергоэффективного освещения |
10 |
|
8 |
Использование современной бытовой и офисной техники |
15 |
3.11. Меры в секторе энергетики
В большинстве развитых стран и в некоторых развивающихся (Китай, Бразилия) данные меры направлены на развитие нетрадиционных альтернативных возобновляемых источников энергии. Безусловно, это направление актуально и для перспективного развития энергетики Российской Федерации. Однако в ближайшие 10-20 лет Россия, оставаясь одним из лидеров по ресурсам ископаемого топлива, должна, в первую очередь, «залатать другие дыры». Речь идёт о вопиющем положении с энергетическим хозяйством (теплосети, энергосети, эффективность работы ТЭЦ и т.п.), а также о беспрецедентной для мировой энергетики и специфической для России проблеме сжигания попутного нефтяного газа в факелах, а также о гигантских «плановых» потерях метана при регламентных и ремонтных работах. [12].
Суммарный экологический эффект от снижения выбросов ПГ в результате «затыкания дыр» к 2030 г. может составить 150 млн т СО2-экв., а активное внедрение технологий, связанных с возобновляемыми источниками энергии оценивается ориентировочно в 200 млн т СО2-экв. [12].
3.12. Модернизация энергетического хозяйства, включая теплосети и ЛЭП
Проблемы развития, модернизации, реабилитации и реформирования систем теплоснабжения стоят сегодня перед всеми муниципалитетами.
При формировании национальной политики реформирования и модернизации рынка тепла важно обратить внимание на два нюанса.
Во-первых, как правило, активно обсуждаются проблемы только больших систем теплоснабжения. Однако наиболее проблемными для многих российских регионов являются как раз малые локальные рынки тепловой энергии, которые создают непропорционально большую экономическую нагрузку по обеспечению теплоснабжения. [5].
В национальном масштабе рынка тепла в России не существует: он разбит, как минимум, на 50 000 локальных рынков, которые можно разделить на крупные рынки – с производством и потреблением более 2 млн Гкал/год, средние – от 0,5 до 2 млн Гкал/год и малые – до 0,5 млн Гкал/ год.
Во-вторых, уже сегодня ежегодные вложения в модернизацию систем теплоснабжения превышают 500 млн $, причём многие меры предусматривают лишь модернизацию уже существующих систем без пересмотра концепции теплоснабжения, а, следовательно, расходуются крайне неэффективно.
К числу основных системных проблем функционирования теплоснабжения населенных пунктов можно отнести следующие:
- существенный избыток мощностей источников теплоснабжения;
- завышенные оценки тепловых нагрузок потребителей;
- избыточную централизацию многих систем теплоснабжения;
- высокий уровень потерь в тепловых сетях;
- разрегулированность систем теплоснабжения;
- нехватку квалифицированных кадров.
Для 70 % российских систем теплоснабжения плотность нагрузок находится за пределами зоны высокой эффективности централизованного теплоснабжения и даже вне зоны предельной эффективности централизованного теплоснабжения (рис.3.6).
Рисунок 3.6. Потери в тепловых сетях, %
Системам с низкими плотностями характерны высокие нормативные потери в сетях. Низкое качество их эксплуатации приводит к повышенному уровню потерь по сравнению с нормативными ещё на 5–35 % (рис. 5.7).
Рисунок 3.7. Потери в тепловых сетях через изоляцию и с утечками
В среднем по России потери в тепловых сетях составляют 20–25 %. Поскольку в тариф включаются только 7-10 %, теплоснабжающие компании вынужденно стремятся завысить подсоединённые нагрузки и объёмы отпуска тепла потребителям.
Неэффективность теплосетей обходится сектору в лишних 4,5 млрд $ сверхнормативных потерь (исходя из цены 1 сверхнормативно теряемой Гкал в 400 руб., 1 т у.т. – 40 $). [5].
Улучшение изоляции старых теплосетей с использованием современных технологий (полиуретановая теплоизоляция) должно сократить потери как минимум в 2-3 раза, до уровня примерно в 15 %, что в пересчёте на выбросы парниковых газов принесёт эффект в 40 млн т СО2-экв. в год.
Потери при передаче электроэнергии меньше, но и их необходимо снизить хотя бы в 1,5 раза (с текущих 12 % до 10 % в 2020 г. и 8 % к 2030 г.). Экономия может быть достигнута как за счёт технических новшеств, так и в результате увеличения плотности сетей за счёт строительства дополнительных ЛЭП, которое, кроме того, повышает надёжность электроснабжения. Предполагаемый экологический эффект оценивается в 20 млн т СО2-экв. в год.
Наибольший эффект может дать совместная выработка электроэнергии и тепла, т.е. строительство парогазовых установок (ПГУ) с когенерационным режимом вместо паросиловых установок (ПСУ), работающих в конденсационном режиме (КПД ПГУ в среднем на 10 % выше ПСУ).
Госпрограмма предусматривает проведение соответствующих мер по модернизации газовых станций (ГТУ), в том числе за счёт вывода из эксплуатации газовых станций, выработавших ресурс, строительства станций с использованием газотурбинных и парогазовых технологий, внедрение когенерации на котельных, строительство мини-ТЭЦ вместо котельных в малых и средних городах. В совокупности с повышением эффективности работы станций за счёт снижения потребления энергии на собственные нужды этот эффект к 2030 г. оценивается в 20 млн т СО2-экв. в год.
Таким образом, суммарный эффект от мер в энергетическом хозяйстве достаточно высок – порядка 80 млн т СО2-экв. в год. [12].
3.13. Сокращение объёмов сжигания попутного нефтяного газа в факелах
Попутный нефтяной газ (ПНГ) является побочным продуктом нефтедобычи. Основными горючими компонентами попутных нефтяных газов являются углеводороды от метана до гексана, включая изомеры C4 – C6, сероводород (до нескольких процентов), водород (иногда и в небольших количествах). Балласт включает в себя азот, углекислый газ, гелий, аргон.
Основные направления квалифицированного использования попутного нефтяного газа:
В настоящее время доля утилизации ПНГ в развитых странах – США, Канаде, Норвегии – составляет 99-100 %, тогда как в России, странах Ближнего Востока и Африки значительная часть попутного газа сжигается в факелах.
По состоянию на начало 2012 г. предписываемый уровень эффективной утилизации попутного нефтяного газа – 95 % – в России достигли всего две компании – «Сургутнефтегаз» и «Татнефть». Достаточно высокое значение этого показателя имеют операторы СРП, ТНК-ВР и «Башнефть». Аутсайдерами отрасли по эффективному использованию ПНГ являются Государственные компании «Роснефть» и «Газпром нефть». [13].
В 2011 г. валовая добыча попутного нефтяного газа в России составила 67,8 млрд. м3 (рис. 3.8):
Сжигание газа в факелах давно стало в прямом смысле «визитной карточкой» российского нефтегазового промысла, когда проще снять «сливки», а побочные источники дохода сжечь. Согласно ряду зарубежных источников, объёмы сжигания газа в факелах в несколько раз больше, чем попадает в российский кадастр.
Госпрограмма предусматривает сокращение сжигания ПНГ в факелах (утилизации на 95-98 %), что должно привести к сокращению выбросов на 20-40 млн. т СО2-экв. в год. [12].
3.14. Снижение утечек метана в газотранспортной системе
Наряду со сжигания газа в факелах (проблемы известной и очевидной), в России есть на порядок бóльший «тихий и невидимый» источник – это официально разрешённые выбросы метана при регламентных и ремонтных работах. Утечки природного газа – главная «парниковая беда» нашего нефтегазового сектора, по официальным данным на 2009 г. оцениваемая примерно в 340 млн т СО2-экв. в год, что эквивалентно потерям 20 млрд м3 метана. Следует отметить, что это официальная информация, основанная на данных Газпрома и на сильно упрощенных оценках с использованием ориентировочных коэффициентов. [12].
Утечки природного газа имеют четыре составляющие:
Согласно обследованию, проведённому в 2010-2011 г. компанией «ГАЗПРОМ добыча ЯМБУРГ», 99,85 % эмиссий метана относится к организованным источникам выбросов, причём основным источником являются технологические свечи (74 %), а остальная часть приходится на арматуру, включая краны, вентили и задвижки. Не исключено, что утечки из неорганизованных источников больше, чем значится в официальной статистике.
Госпрограмма предусматривает сокращение эмиссий метана в секторе газодобычи в 2011-2020 гг. на 193 млн. т СО2-экв. На данный момент наиболее проработаны меры для транспортировки газа, которые предусматривают сокращению выбросов ПГ на 60 млн. т СО2-экв. [12].
Новый подход к осмотру и ремонту распределительной сети позволят на 80 % сократить разрыв между существующей практикой и передовым зарубежным опытом и предотвратить выброс 42 млн. т СО2-экв. в год (или потери 2,5 млрд. м3 метана).
Ряд мероприятий, связанных с компрессорами, даст суммарный эффект в более чем 20 млн. т СО2-экв. в год, в том числе:
Еще около 10 млн. т СО2-экв. в год могут дать меры по улучшению логистики прокачки газа и минимизации работы оборудования в неэффективных режимах.
Таким образом, суммарный эффект от вышеперечисленных мер составляет 80 млн. т СО2-экв. в год, что позволит сохранить примерно 5 млрд. м3 газа. [12].
Здесь перечислены потери, которые подлежат устранению в самую первую очередь. В дальнейшем, конечно, необходима реализация мер при добыче газа, в сетях низкого давления и у конечных потребителей.
3.15. Ускоренное развитие возобновляемых источников энергии
В 2010 г. распоряжением Правительства РФ были установлены следующие целевые значения доли возобновляемых источников энергии в производстве электроэнергии на период реализации программы: 2010 г. – 1,5 %, 2015 г. – 2,5 %, 2020 г. – 4,5 %.
Однако на 2010 г. суммарная установленная мощность электростанций на базе нетрадиционных ВИЭ составляла лишь 2250 МВт, или около 1 % от суммарной установленной мощности всех электростанций России. Основной вклад приходится на БиоТЭС – 1400 МВт, малые ГЭС – 750 МВт и ГеоТЭС – 85 МВт. При этом, такие популярные и активно развивающиеся в мире направления, как ветровая и солнечная энергетика, на данный момент в России значительно отстают в своем развитии. [27].
Следует отметить большой потенциал использования других видов ВИЭ в регионах России (например, ГеоТЭС на Камчатке, малых ГЭС на Урале, БиоТЭС в сельскохозяйственных регионах).
Развитие солнечной и ветровой энергетики требует значительных инвестиций, которые могут быть оправданы для большинства конечных потребителей только в случае государственного субсидирования «зеленой» электроэнергии. Для этого необходимо как существенное расширение налоговых льгот и субсидий для лиц, осуществляющих строительство ВИЭ для собственных нужд, так и предоставление за счёт субсидирования повышенной стоимости электроэнергии из таких источников при отпуске в сеть. [27].
По оценкам экспертов увеличение стоимости покупки электроэнергии на оптовом рынке электрической мощности (ОРЭМ) на 35-40 % за 1 кВт∙ч позволит сократить разницу в сроках окупаемости объектов ВИЭ и традиционной тепловой до нескольких лет. Это сделает привлекательными инвестиции в ВИЭ для энергетических компаний и потребителей.
На примере стран, где широко используются ВИЭ, видно, что помимо экономических стимулов для развития нетрадиционной энергетики требуется создание технических и организационных условий, обеспечивающих возможность отпускать излишки выработанной электроэнергии в сеть для повышения эффективности использования ВИЭ в неизолированных районах.
Прогнозируемый экологический эффект от возможного ускорения развития ВИЭ к 2030 г. составит примерно 50 млн. т СО2-экв. в год:
По оптимистичным оценкам экспертов к 2050 г. около 25 % потребляемых в России первичных энергоресурсов могут быть экономически обоснованно замещены с использованием технологий нетрадиционной возобновляемой энергетики, что составит около 270 млн т у.т. в год. [27]. Однако по меркам сегодняшней России это представляется утопией.
3.16. Меры в транспортном секторе
В первичном потреблении первичных энергоресурсов 40 % приходится на выработку электроэнергии, 25 % – на выработку тепла, 20 % – на сжигание топлива в промышленности и 15 % – на транспорт.
Сжигание огромных объёмов ископаемых видов топлива (в основном нефтепродуктов, таких как бензин, керосин и дизельное топливо) в двигателях внутреннего сгорания наземных, воздушных и водных транспортных средств является один из главных источников выбросов парниковых газов. Согласно данным МЭА приблизительно 60 % нефти в мире расходуется транспортным сектором. Автомобильный транспорт в отдельности потребляет более 10 % общего объема энергоресурсов в России. [29].
Несмотря на то, что на транспорт приходится бóльшая часть прироста энергопотребления в РФ (54 % за 2000-2010 гг.), с энергоэффективностью в этом секторе существует масса проблем:
Без введения соответствующих целенаправленных мер ежегодное увеличение количества автомобилей на 3,5 % вызовет к 2030 г. повышение уровня потребления топлива, выбросов парниковых газов и загрязняющих веществ более чем вдвое. [12].
В качестве первичных методов снижения потребления топлива (точнее не снижения, а замедления темпов роста) часто рассматриваются только такие технические меры, как повышение энергоэффективности автомобилей, переход на альтернативные виды топлива и обучение экологичному вождению. Однако это позволяет замедлить рост энергопотребления автомобильным транспортом лишь на 14 % и объёмов выбросов ПГ на 24 %. Таким образом, даже при внедрении подобных мер энергопотребление автотранспортом в России может вырасти к 2030 г. более чем на 70 %. [29].
Госпрограмма предусматривает проведение добровольных и обязательных энергетических обследований организаций общественного транспорта, личный транспорт не охвачен вообще, оценок возможного сокращения выбросов парниковых газов на автотранспорте также не даётся, за исключением повышения топливной экономичности парка тракторов в сельскохозяйственном секторе. [12].
3.17. Повышение эффективности транспортной системы
Наиболее эффективной мерой модернизации транспортной системы и снижения выбросов парниковых газов и загрязняющих веществ на транспорте является так называемый «модальный сдвиг».
Применительно к городскому транспорту это означает, во-первых, перевод пассажиропотоков с личного (автомобильного) на общественный транспорт, а, во-вторых, предоставление людям большей возможности передвигаться на велосипеде и пешком.
По сравнению с передвижением легковым автомобилем расход энергии (в расчёте на одного пассажира) при передвижении автобусом (троллейбусом) приблизительно в 5 раз меньше, а при передвижении трамваем или поездом метро – примерно в 10 раз (при полной нормальной загрузке). Если же в автомобиле едет один водитель, а не 4 человека, то энергоэффективность автомобиля ниже, чем автобуса/троллейбуса в 20 раз, а трамвая/метро – в 40 раз. [12].
Развитие общественного транспорта, велосипедной инфраструктуры и пешеходных возможностей позволяет одновременно решать и две другие проблемы – загрязнения воздуха и пробок.
Выбросы загрязняющих веществ, приходящиеся на одного пассажира, у общественного транспорта в 5-10 раз меньше, чем у автомобиля.
Кроме того, пассажиру в общественном транспорте требуется в 10-20 раз меньше площади проезжей части. Пассажирская пропускная способность улицы с трамвайным движением в среднем в 6 раз выше, чем той же улицы без трамвайных путей.
Обеспечение модального сдвига дополнительно ведёт и к положительным социальным аспектам: повышает возможности мобильности для малообеспеченных, пожилых людей и детей, создает благоприятную городскую среду обитания.
Важно заметить, что повышение эффективности транспортной системы вовсе не означает строительство новых и расширение существующих магистралей в городах, особенно, в крупных мегаполисах. Во-первых, это практически невозможно, а, во-вторых, бесполезно – например, в Москве и Санкт-Петербург, общая площадь проезжей части проспектов, улиц, площадей и переулков в пять раз меньше необходимой для передвижения уже существующего количества автомобилей.
В отношении пригородного и междугородного транспорта модальный сдвиг означает предоставление пассажирам удобных возможностей использования: железной дороги, автобусного сообщения, водного, автомобильного и воздушного транспорта. Именно в таком приоритетном порядке располагаются эти виды транспорта по возрастанию потребления энергии (топлива) в расчёте на одного пассажира. [12].
Что касается грузовых перевозок, то в отношении железнодорожный и водный транспорт является значительно более энергоэффективным, чем автомобильный, поэтому модальный сдвиг – перенос грузопотоков – на железную дорогу и суда также представляется очень важным.
Согласно оценочным расчётам, увеличение перевозок пассажиров общественным транспортом на 10 % обеспечит снижение выбросов парниковых газов на 20 млн. т СО2-экв. в год. [12].
3.18. Использование более экономичных и экологически чистых автомобилей
Процесс перехода на более экономичные модели легковых автомобилей диктуется ценами на топливо. Если будут введены соответствующие налоговые и нормативные меры, то к 2030 г. более половины легковых автомобилей с двигателем внутреннего сгорания будут соответствовать необходимому уровню технических усовершенствований. Однако прогнозируемый рост количества автомобилей, несмотря на все предпринятые усилия, может привести к существенному росту выбросов парниковых газов.
Общий эффект от мер по использованию более экономичных легковых автомобилей всех типов можно оценить как более 50 млн. т СО2-экв. в год, в том числе автомобилей с ДВС – 40 млн. т СО2-экв. в год, гибридных и электромобилей – 10 млн. т СО2-экв. в год. Необходимо отметить, что здесь речь идёт не о снижении выбросов ПГ по отношению к нынешнему уровня, а лишь о замедлении темпа роста выбросов по сравнению с тем вариантом, если бы не было принятия этих мер.
Кроме того, цены на топливо и требования по снижению загрязнения воздуха диктуют и более совершенную логистику, более широкое использование в городах электротранспорта, автобусов на газе и т. п.
Оценить эффект снижения темпов роста выбросов ПГ благодаря ускоренному переходу на гибридные модели и электротранспорт не представляется возможным. Следует отметить, что главный эффект от такого перехода – в снижении загрязнения воздуха в крупных мегаполисах.
Гибридным называют автомобиль, использующий для привода ведущих колёс более одного источника энергии. Современные автопроизводители часто прибегают к совместному использованию двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя, что позволяет избежать работы ДВС в режиме малых нагрузок, а также реализовывать рекуперацию кинетической энергии, повышая эффективность использования топлива.
В России разработка городского гибридного автомобиля была начата силами компании ЯРОВИТ Моторс, а затем предложена в качестве предмета совместной деятельности Михаилу Прохорову, с которым у компании уже были налажены контакты.
Ё-мобиль – проектируемый российский последовательный гибридный автомобиль, в конструкции которого предполагается использование электрической трансмиссии с комбинированным питанием от генератора, вращаемого газо-бензиновым двигателем внутреннего сгорания, и от ёмкостного накопителя энергии.
Промышленное производство машин (по заявлениям разработчиков) было запланировано на начало 2012 г. (при стоимости от 360 тыс. руб.), однако и сроки и цены претерпели изменения – 2015 г. (от 450 до 490 тыс. руб.). [19].
Перспективным, особенно с позиции экологической безопасности, является использование в качестве автомобильного топлива жидкого водорода, однако в условиях российской действительности это маловероятно. Хотя, как уже отмечалось, именно в нашей стране (правда, в Советском Союзе) был впервые осуществлён беспосадочный (от взлёта до посадки) перелёт грузового самолёта ТУ-155, заправленного жидким водородом.
Снижение темпов роста выбросов ПГ в результате перехода 15 % всех автомобилей (грузовых, легковых, автобусов) на биотопливо из российского сырья – бензиновых на биоэтанол, дизельных – на дизельное биотопливо из растительного сырья оценивается примерно в 25 млн. т СО2-экв. в год. [12].
3.19. Меры в секторе обращения с отходами
Утилизации отходов в России является важной и насущной проблемой, которая заключается не только в том, чтобы очистить от мусора наши леса, реки и парки. Основная задача – организовать должную утилизацию мусора и принять меры, ограничивающие всё ускоряющийся рост количества отходов, прежде всего, твердых бытовых отходов.
Необходима организация раздельного сбора мусора (как это принято во всех развитых странах) и, главное, его дальнейшая утилизация. Недопустимо, чтобы раздельно собранный мусор не перерабатывался, а вывозился на свалки. Следует подчеркнуть, что использование вторсырья также приносит дивиденды в вопросах экономии энергии и снижения выбросов парниковых газов. При этом речь идёт не о мусороперерабатывающих заводах, которые вызывают немало вопросов и проблем. Чаще всего такие заводы ни в коем случае нельзя считать мерой по снижению выбросов, поскольку они сами по себе являются дополнительным источником выброса вредных веществ. Суть заключается в прямой замене первичного сырья вторсырьем и достигаемым при этом эффекте, который рассчитывается через экономию топлива, электроэнергии и тепла. [12].
Необходимо введение законодательного ограничения производства материалов и изделий, которые не подлежат переработке. Снижение количества ненужной упаковки, принципиальный переход от приоритета одноразовых (или часто заменяемых) товаров к приоритету товаров длительного пользования также даёт прямой эффект уменьшения количества отходов, экономии энергии и снижения выбросов.
3.20. Раздельный сбор отходов и их утилизация
При организации раздельного сбора мусора и дальнейшей его утилизации, согласно оценочным расчётам, можно добиться снижения выбросов парниковых газов, в зависимости от вида вторичного сырья (т СО2-экв. в год на 1 т перерабатываемых отходов): бумага – 4,8; картон – 5,6; пластик – 1,8; стекло – 0,4; сталь – 1,8; алюминий – 13,6.
Близкая к полной утилизация данных видов отходов (в объёмах, которые прогнозируемо будут образовываться в ближайшие 10-20 лет) в сумме к 2030 г. принесёт снижение выбросов парниковых газов на 30-35 млн. т СО2-экв. в год. [12].
К сожалению, Госпрограмма вообще не предусматривает никаких мер по использованию отходов в энергетических целях, что могло бы составить существенный дополнительный энергетический ресурс.
Производство компоста из органических отходов в ближайшие 20 лет может привести к снижению выбросов ПГ более чем на 5 млн. т СО2-экв. в год.
Утилизации свалочного газа, который на 50-70 % состоит из метана даже в случае его неэффективного неэнергетического использования (т.е. простого сжигания) также оценивается суммарным эффектом в снижении выбросов ПГ в 3 млн. т СО2-экв. в год, поскольку образующийся при сжигании СО2 даёт в 20-25 раз меньший парниковый эффект, чем метан.
Таким образом, суммарный эффект от всех операций по утилизации отходов составляет примерно 40 млн. т СО2-экв. в год, причем главную роль играет раздельный сбор и утилизация мусора в виде вторичного сырья.
Для организации раздельного сбора отходов и их вторичного использование, необходимо законодательное регулирование, рассматривающее отходы в качестве ресурсов. [12].
3.21. Долгосрочные меры на будущее
3.21.1. Переход к экологически устойчивому ведению лесного хозяйства
Бесспорно, леса эффективно чистят воздух от пыли и загрязняющих веществ и, однозначно, должны считаться «легкими» микрорайона или города, активно влияющими на их микроклимат. Леса, конечно, поглощают СО2 в процессе фотосинтеза, но также и выделяют его в процессе «дыхания» и разложения органических веществ. Молодой, быстро растущий лес является, безусловно, нетто-поглотителем, а вот старый может быть и нетто-источником (нетто-эмиттером) углекислого газа. Однако, всем известный постулат «леса – легкие планеты», также как и убеждение, что «леса – экологические доноры Земли», сохраняющие её климат не совсем корректны. Планета Земля живет за счёт кислорода, накопленного миллионы лет назад, при этом ни океан, ни леса не являются «серьезными» источниками кислорода в глобальном масштабе. Его содержание в атмосфере снижается совершенно незначительно и не представляет для человечества ни малейшей угрозы. [9].
В настоящее время Россия переживает последствия обширных рубок 1960-1980-х годов (в те годы рубки составляли примерно 350 млн.м3), в результате которых возрастное распределение лесов значительно сместилось в сторону молодых лесов. С 2000 г. объёмы рубок сократились в 2-2,5 раза (150 – 200 млн. м3). Поэтому сегодня, несмотря на немалые рубки, лесные пожары и гибель лесов от вредителей, российские леса являются мощным нетто-поглотителем углекислого газа из атмосферы, равным примерно 600 млн.т СО2-экв. в год. [10].
Леса неизбежно будут стареть и, согласно расчетам, через 30 лет нетто-поглощение может стать нулевым. На сам процесс взросления лесов повлиять невозможно (быстрорастущий энергетический лес здесь не помощник), но можно повлиять на другие факторы: пожары и рубки, которые обуславливаются ведением лесного хозяйства.
Первоочередной мерой является борьба с лесными пожарами, и совершенно очевидно, что дело даже не в их климатической роли, а в ущербе для экосистем, жизнедеятельности человека и экономики.
Второй, менее видный, но очень важный фактор – объём и технология самого процесса. При планируемом в ряде правительственных документов росте рубок на 5 % в год к середине 2040-х годов наши леса станут нетто-эмиттером объёмом 100-200 млн т СО2-экв. в год. Однако в долгосрочной перспективе дело проблема состоит даже не столько в объёме рубок, сколько в самом ведении лесного хозяйства, которое на сегодняшний день не выдерживает никакой критики, и если рубки будут вестись как сейчас, то даже отсутствие их роста лишь отсрочит момент, когда наши леса перестанут быть нетто-поглотителем СО2. [12].
Необходимо иное – долгосрочное устойчивое ведение лесного хозяйства, в целом аналогичное скандинавскому. Сегодня и объёмы рубок, и площади, на которых они производятся, неуклонно растут. При этом масса относительно малоценной древесины остаётся на лесосеке (сжигается или сгнивает) – рубщиков совершенно не интересует, что будет с данным лесным участком через 10, 20 и, тем более, 50 лет.
Устойчивое ведение лесного хозяйства подразумевает, что на части лесов страны ведётся лесное хозяйство по принципу «огорода», тогда как на остальной части сплошных рубок нет вообще, там лишь делается необходимый уход за лесом, в частности, чтобы избежать катастрофических пожаров или массовой гибели деревьев от вредителей.
Принцип «огорода» в основе своей означает следующее:
Конечно, проведение подобных мероприятий обходится гораздо дороже, чем даже рубки, сертифицированные по стандарту FSC (Forest Stewardship Сouncil – Лесной Попечительский Совет), регламентирующему как ведётся рубка, но не регламентирующему все операции с лесом в течение десятков лет. [12].
В настоящее время леса ещё помогают сдерживать потепление, поглощая из атмосферы часть антропогенных выбросов СО2. Однако их возможности не безграничны, и при усилении потепления леса могут превратиться в дополнительный источник парниковых газов. Остаётся надеяться, что антропогенные изменения климата всё же будут остановлены раньше.
Переход на экологически устойчивое ведение лесного хозяйства – сложная и долгосрочная задача, которая на 2030 г. имеет «климатическую цену вопроса» порядка 200 млн. т СО2-экв. в год.
3.21.2. Введение эффективных платежей за выбросы парниковых газов
В вышеперечисленных мерах отсутствует такой сектор как промышленное производство, поскольку бизнес, как правило, сам оперативно выбирает новые технологии, реагируя на введение соответствующих налоговых или прочих фискальных условий.
Во многих развитых странах уже введены платежи за выбросы парниковых, и как показывает опыт, это становится эффективным побуждающим средством внедрения новых технологий с низкими выбросами. При этом выбросы парниковых газов являются лишь удобным и легко проверяемым способом оценки степени внедрения новых технологий – способом, который объединяет разные предприятия и даже отрасли экономики в единую систему действий. В настоящее время в большинстве случаев климатический эффект от введения платежей вторичен, а модернизация экономики – первична. Но в этом есть и положительные моменты, ведь именно аргументация в виде технологического развития может подтолкнуть правительство к более активным действиям. Первые шаги уже сделаны – создана рабочая группа по исследованию целесообразности таких платежей. Очевидно, что в условиях российской действительности это не должен быть общий для всех налог на выбросы: платежи должны быть дифференцированы, следует поощрять новые технологии за счёт средств, собираемых с предприятий, продолжающих использовать старые технологии. [12].
Эффект от введения платежей численно оценить достаточно сложно. По данным Института экономической политики им. Е.Т. Гайдара введение прогрессивно возрастающих платежей (50-80 долларов за 1 т СО2 с 2020 до 2050 гг.) снижает выбросы ПГ в целом по стране на 10-20 % от уровня 1990 г. (начальный период отсчёта – Киотский Протокол).
На 2030 г. экологический эффект от введения платежей оценивается как 100-300 млн. т СО2-экв. в год. Столь широкий диапазон объясняется сильной зависимостью от года введения платежей – чем раньше, тем эффект больше. Поэтому вопрос о быстрейшей разработке и внедрении эффективной системы платежей уже сейчас должен быть в сфере внимания правительства и общественности. [12].
Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию
Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию была представлена Правительством РФ и утверждена Указом Президента РФ № 440 от 1 апреля 1996 г.
Согласно Концепции подразумевается последовательное решение ряда принципиальных задач:
Основными направлениями перехода России к устойчивому развитию являются:
Переход к устойчивому развитию потребует скоординированных действий во всех сферах жизни общества, адекватной переориентации социальных, экономических и экологических институтов государства, регулирующая роль которого в таких преобразованиях является основополагающей. Важнейшее значение в создании методологической и технологической основы этих преобразований будет принадлежать науке.
В соответствии с принципами устойчивого развития, выработанными на Конференции ООH по окружающей среде и развитию и последующих международных форумах, должна предусматриваться реализация комплекса мер, направленных на сохранение жизни и здоровья человека, решение демографических проблем, борьбу с преступностью, искоренение бедности, изменение структуры потребления и уменьшение дифференциации в доходах населения.
Переход к устойчивому развитию предполагает строгое соблюдение ряда ограничений, следовать которым будет нелегко, особенно на начальных этапах. Это, в частности, осуществление хозяйственных мероприятий преимущественно на уже освоенных территориях и отказ от реализации любых проектов, которые наносят невосполнимый ущерб окружающей среде или экологические последствия которых недостаточно изучены.
Проблемы, решаемые в каждом регионе, в значительной степени должны соответствовать федеральным задачам, но при этом необходим учет местных особенностей, предусматривающий, в частности:
На современном этапе перехода к устойчивому развитию создаются рамочные условия, обеспечивающие возможность сопряженного, внутренне сбалансированного функционирования триады – природа, население, хозяйство.
При этом механизмы разработки и принятия решений должны быть ориентированы на соответствующие приоритеты, учитывать последствия реализации этих решений в экономической, социальной, экологической сферах и предусматривать наиболее полную оценку затрат, выгод и рисков с соблюдением следующих критериев:
Для управления процессом перехода к устойчивому развитию и оценки эффективности используемых средств следует устанавливать целевые ориентиры и ограничения с обеспечением процедуры контроля за их достижением (соблюдением).
Целевые ориентиры могут быть выражены в показателях, характеризующих качество жизни, уровень экономического развития и экологического благополучия. Эти показатели должны отражать те уровни, при которых обеспечивается безопасное развитие России в экономическом, социальном, экологическом, оборонном и других аспектах.
Основные показатели качества жизни: продолжительность жизни человека (ожидаемая при рождении и фактическая), состояние его здоровья, отклонение состояния окружающей среды от нормативов, уровень знаний или образовательных навыков, доход (измеряемый валовым внутренним продуктом на душу населения), уровень занятости, степень реализации прав человека.
Приоритеты России в международном сотрудничестве по обеспечению устойчивого развития сводятся к следующему:
Сам термин «устойчивое развитие» был введен в широкое употребление Международной комиссией по окружающей среде и развитию в 1987 году. «Устойчивое развитие – это такое развитие, которое удовлетворяет потребности настоящего времени, но не ставит под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности. Оно включает в себя два ключевых понятия:
В российскую информационную среду термин «устойчивое развитие» вошел в 1989 г. с переводом доклада комиссии «Наше общее будущее». Определение устойчивого развития, принято среди большинства исследователей как наименее спорное из всех, однако, оно скорее отражает стратегическую цель, чем указывает конкретный путь для практических действий. Концепция устойчивого развития объединяет в себе три основных аспекта: экономический, социальный и экологический.
Экономическая составляющая подразумевает оптимальное использование ограниченных природных ресурсов и применение экологичных природо-, энерго-, и материалосберегающих технологий, в том числе добычу и переработку сырья, создание экологически приемлемой продукции, минимизацию, переработку и уничтожение отходов.
Социальная составляющая устойчивости развития направлена на сохранение стабильности существующих социальных и культурных систем и сокращение числа разрушительных конфликтов между людьми. Важным аспектом такого подхода является справедливое распределение ресурсов и возможностей между всеми членами человеческого общества, сохранение культурного капитала и многообразия. Некий гарантированный минимальный уровень жизни должен быть неотъемлемым правом любого человека. Развитием социальной составляющей концепции устойчивого развития стала идея соблюдения прав будущих поколений, поскольку природные ресурсы Земли являются общим наследием всего человечества, включая как ныне живущие, так и те поколения, которые придут нам на смену.
С экологической точки зрения, устойчивое развитие должно обеспечивать целостность и жизнеспособность биологических и физических природных систем, прежде всего тех, от которых зависит глобальная стабильность всей биосферы. Понятие природных систем и ареалов обитания можно понимать достаточно широко, включая в них созданную человеком среду - например, города. Основное внимание уделяется сохранению их способностей к изменениям и самовосстановлению.
Следует отметить, что устойчивое развитие – очень непростая тема, её интерпретация в ряде случаев подвергается жёсткой критике экспертов. Прежде всего, отмечается тот факт, что на данном этапе человечество не может обойтись без невозобновляемых природных ресурсов – нефти, газа, угля, металлов. Даже для того, чтобы задействовать альтернативные источники энергии, нам необходимо использовать эти ресурсы – и прежде всего для строительства объектов энергетики.
Во-вторых, концепция устойчивого развития приходит в противоречие со стремлением людей к росту потребления и материального благополучия, в сочетании с резким экономическим неравенством - и между людьми, и между странами.
В-третьих, весьма болезненным остается аспект отношения к росту народонаселения Земли и демографической политике. Несомненно, рост населения не способствует сохранению природной среды и ресурсов, но попытка поставить под контроль его численность противоречит традиционным нормам нравственности, гуманизма, прав и свобод человека.
Таким образом, достижение устойчивого развития – процесс непростой, порой весьма болезненный, но, тем не менее, вполне реальный. Движение в этом направлении должно быть постепенным, осторожным и просчитанным. Уже сейчас в этом отношении делается немало: можно упомянуть разработку и внедрение ресурсосберегающих технологий и вторичной переработки отходов, освоение альтернативных источников энергии, попытки более справедливого распределения ресурсов и благ. В качестве примера продвижения к устойчивому развитию не на словах, а на деле можно привести опыт Стокгольма, где 83% домов получают тепло, а 50% автобусов – топливо, из источников, альтернативных углеводородам. Отдельного упоминания заслуживает и Фрайбург, «зеленая столица Германии», где активно развивается солнечная энергетика с установкой солнечных модулей на общественных и частных зданиях.
Но для достижения устойчивого развития самое главное, пожалуй – это смена ценностных установок, как на личном, так и на общественном уровне. Обеспечение устойчивого развития требует не только новых технологий и инвестиций, но прежде всего социальных новаций, смены приоритетов и целей развития цивилизации, готовности отказаться от сиюминутной выгоды ради будущих поколений.[34]
Контрольные вопросы
Тенденции развития энергетики в мире и в России
Сценарии развития энергетики в 21 веке
Возобновляемые источники энергии
Биоэнергетика. Основные направления и перспективы развития
Ветроэнергетика. Преимущества и недостатки. Оффшорные ВЭС
Солнечная энергетика. Перспективы использования энергии солнца для выработки электроэнергии и теплоснабжения
Геотермальная энергетика. Преимущества и недостатки. Тепловые насосы. Технология Hot Dry Rock
Альтернативные виды моторного топлива (биогаз, диметилэфир, водород)
Экология в энергетике. Киотский протокол.
Парниковый эффект. Парниковые газы. СО2 эквивалент.
Энергосбережение и снижение выбросов парниковых газов
Мероприятия по повышению энергоэффективности зданий
Капитальный ремонт жилых зданий
Теплоизоляция существующих жилых зданий
Установка приборов учёта и регулирования теплоты и горячего водоснабжения в жилых зданиях
Введение более строгих строительных норм для новых жилых зданий
Улучшение термоизоляции и модернизация существующих нежилых зданий
Строительство более энергоэффективных новых нежилых зданий
Использование современных энергоэффективных систем освещения
Использование современной бытовой и офисной техники
Меры по повышению энергоэфективности в секторе энергетики
Модернизация энергетического хозяйства, снижение потерь в тепловых сетях и ЛЭП
Сокращение объёмов сжигания нефтяного газа в факелах
Снижение утечек метана в газотранспортной системе
Повышение энергоэффективности за счёт ускоренного развития возобновляемых источников энергии
Повышение эффективности транспортной системы
Использование более экономичных и экологически чистых автомобилей. Гибридные автомобили.
Мероприятия по повышению энергоэффективности в секторе обращения с отходами. Раздельный сбор отходов и их утилизация
Долгосрочные перспективные мероприятия по энергосбережению. Переход к экономически устойчивому лесному хозяйству. Борьба с лесными пожарами. Квалифицированная рубка леса.
Долгосрочные перспективные мероприятия по энергосбережению. Введение эффективных платежей за выбросы парниковых газов
Литература
РАЗДЕЛ 4
МЕТОДЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ И СТРОИТЕЛЬСТВЕ
4.1. Мировой топливно-энергетический баланс
Энергетика является одной из основ и составных частей инфраструктуры человечес кой цивилизации, важнейшим фактором производства и жизнеобеспечения современного общества. В структуре себестоимости продукции расходы на энергоресурсы составляют от 5 до 40 %.
Более 80 % энергии в мире получают путём сжигания ископаемого топлива на ТЭС, при этом распределение по основным энергоносителям выглядит следующим образом: 37 % – нефть, 24 % – газ, 24 % – уголь. Однако среди развитых стран можно отметить исключения. Например, во Франции на долю атомной энергетики приходится около 85 % вырабатываемой энергии, а Норвегия почти 99 % энергии получает на гидроэлектростанциях. [2].
Потребление топливно-энеpгетичеcкиx ресурсов набирает всё большие обороты. Так, например, если в начале прошлого столетия на удвоение потребляемых энергоресурсов ушло 36 лет (1900 г. – 950 млн.т.у.т., 1936 г. –1900 млн.т.у.т.), то последующее удвоение (3800 млн.т.у.т.) было отмечено в 1958 г. (т.е. через 22 года), а затем в 1973 г. (т.е. через 15 лет), в 1986 г. (т.е. через 13 лет) и в 1998 г. (т.е. через 12 лет).
Можно с уверенностью утверждать, что потребление энергоресурсов при современных требованиях к жизнедеятельности человека будет неуклонно увеличиваться.
Ещё один аспект, который необходимо отметить – это рост доли нефти и газа в мировом энергобалансе в XX в.: 1900 г. – 4 %, 1950 г. – 33 %, 1980 г. – 65 %. Как видим, до 80-х годов доля нефти и газа стабильно возрастала. Однако природные ресурсы не бесконечны. Несмотря на открытие огромных запасов нефти в Западной Сибири, в странах Ближнего Востока и т.д., можно констатировать, что человечество находится на рубеже принятия стратегического решения об изменении подхода к дальнейшему использованию топливно-энергетических ресурсов. Существенное истощение источников доступного природного топлива и конец эры дешёвого углеводородного сырья делают проблематичным стабильное энергообеспечение многих стран мира. По мнению экспертов запасов газа и, особенно, нефти хватит лет на 50.
За всю свою историю человечество уже использовало до половины извлекаемых запасов традиционного ископаемого топлива, а нынеш ний спрос на него чуть ли не вчетверо опережает прирост располагаемых ресурсов. Пик добычи прошли уже 54 из 65 стран-производителей нефти, на 2015-2020 гг. прогнозируется её планетарный максимум. [4].
По данным Мирового Энергетического Агентства (МЭА) потребление энергоресурсов в 2009 г. (млрд. т.у.т) составляло:
По оценкам специалистов МЭА мировой спрос на первичные энергоресурсы к 2030 г. будет ежегодно расти на 1,6 %. Прогнозируемый рост будет проходить на фоне широкой борьбы практически всех стран за экономию энергии и повышение энергоэффективности, вызовет ряд структурных изменений в мировой промышленности.
При этом вопросы энергообеспечения – всего лишь часть проблемы, или верхняя часть «айсберга». Не менее (если не более) важным фактором является экологическая безопасность. Парниковый эффект и глобальные климатические катаклизмы последних лет заставляют задуматься, а как же жить дальше?
Перспективными направлениями можно считать термоядерный синтез и, конечно, водородную энергетику. Но это всё пока «вилами по воде писано». Да, продуктом сжигания водорода является вода (водяной пар). Так что, если разложить эту воду на составляющие (водород и кислород), то получается безотходный и безвредный процесс. Одна «маленькая» проблема – свободного водорода на Земле нет. Для его получения требуется энергия. А где её взять?
С помощью так называемых возобновляемых источников энергии (солнце, ветер, энергия приливов и отливов, геотермальная энергия и т.п.)? Но их доля в мировом энергобалансе пока что очень мала, а, например, в России вообще ничтожна. Значит, опять придётся призвать на помощь ископаемые топлива. Вот такой «заколдованный круг».
4.2. Энергетика России
Применительно к основным природным энергоресурсам Россия является одной из богатейших стран мира. В конце XX в. по запасам основных видов углеводородного топлива Россия занимала ведущие позиции:
Всего через ТЭБ России проходит около 1,7 млрд. т условного топлива в год (примерно 12 т на душу населения).
Какова доля отдельных теплоносителей в суммарном ТЭБ России?
Природный газ. По данным «Геологического обозрения США», доказанные запасы природного газа в мире в начале XXI в. составляли 175,4 трлн. м3, причём на долю стран Ближнего Востока, России и стран бывшего СССР приходится 71 % мировых запасов.
Крупнейшее газовое месторождение находится на территории Катара (10640 млрд. м3), при этом на долю России среди восьми крупнейших месторождений приходится шесть: Уренгойское, Ямбургское, Бованенковское, Штокмановское, Арктическое, Астраханское.
Годовая добыча природного газа в России в начале ХХI в. составляла 640 млрд. м3. Основные месторождения сосредоточены в труднодоступных, малонаселённых районах с суровым климатом – Ямало-Ненецкий национальный округ, север Сибири, шельф Северного Ледовитого океана. Примерно половина расходуется внутри страны, вторая половина идёт на экспорт.
Нефть. В настоящее время каждую секунду во всём мире добывается и потребляется примерно 127 т нефти, при этом ведущими производителями являются страны ОПЕК.
OPEC – The Organization of the Petroleum Exporting Countries – картель стран-экспортёров нефти, образованный в 1960 г. Страны, входящие в OPEC в 2001 г.: Алжир, Ангола, Венесуэла, Ирак, Иран, Катар, Кувейт, Ливия, Нигерия, ОАЭ, Саудовская Аравия.
Основные месторождения нефти в России (примерно 20 млрд.т) сосредоточены в Сибири (Тюменская обл., Новосибирская обл., Омская обл., Красноярский край, Иркутская обл.).
«Нефть – не топливо, топить можно и ассигнациями». Этому замечанию, высказанному Д.И.Менделеевым, уже более 100 лет. Однако с годами оно стало ещё более актуальным. На настоящий момент нефть является ценнейшим технологическим сырьём, предназначенным, в первую очередь, для получения жидких моторных топлив.
Запасы нефти ограничены. В СССР в конце ХХ в. добыча нефти достигала 620 млн.т в год. В настоящее время в России ежегодно добывается около 420 млн.т, из них (вместе с полученными нефтепродуктами) более половины идёт на экспорт. Основные нефтеносные месторождения также расположены в Сибири и на Крайнем Севере.
4.3. Программа энергосбережения
В декабре 2010 года Правительством Российской Федерации принята государственная программа «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года»[1]. Программа направлена на обеспечение повышения конкурентоспособности, финансовой устойчивости, энергетической и экологической безопасности российской экономики, а также роста уровня и качества жизни населения за счет реализации потенциала энергосбережения и повышения энергетической эффективности на основе модернизации, технологического развития и перехода к рациональному и экологически ответственному использованию энергетических ресурсов.
Энергоемкость валового внутреннего продукта России в 2,5 раза выше среднемирового уровня и в 2,5–3,5 раза выше, чем в развитых странах. Более 90 процентов мощностей действующих электростанций, 83 процентов жилых зданий, 70 процентов котельных, 70 процентов технологического оборудования электрических сетей и 66 процентов тепловых сетей было построено еще до 1990 года. В промышленности эксплуатируется 15 процентов полностью изношенных основных фондов.
Уровни энергоемкости производства важнейших отечественных промышленных продуктов выше среднемировых в 1,2–2 раза и выше лучших мировых образцов в 1,5–4 раза. Низкая энергетическая эффективность порождает низкую конкурентоспособность российской промышленности. При приближении внутренних цен на энергетические ресурсы к мировым российская промышленность может выжить в конкурентной борьбе только при условии значительного повышения энергетической эффективности производства.
Высокая энергоемкость при росте тарифов на энергоносители затрудняет борьбу с инфляцией. Рост тарифов на энергоносители необходим для обеспечения развития топливно-энергетического комплекса. Однако рост нагрузки по оплате энергоносителей, выходящий за пределы платежной способности населения, затрудняет борьбу с бедностью, не позволяет обеспечить высокую собираемость платежей и порождает недовольство граждан. Низкая энергетическая эффективность жилищно-коммунального комплекса и бюджетной сферы ведет к высокой нагрузке коммунальных платежей на местные бюджеты, бюджеты субъектов Российской Федерации и федеральный бюджет, что снижает финансовую стабильность.
Основные организационные мероприятия по энергосбережению и повышению энергетической эффективности в электроэнергетике охватывают:
внедрение систем мониторинга энергосбережения и повышения энергетической эффективности;
обучение и повышение квалификации руководителей и специалистов в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности;
разработку и внедрение системы энергетического менеджмента.
Планируется осуществление технических мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности на конденсационных электростанциях на газе и твердом топливе, теплоэлектроцентралях.
При техническом перевооружении действующих электростанций будет производиться:
Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в электроэнергетике также связаны с необходимостью вывода из эксплуатации дизельных электростанций, выработавших ресурс, строительства новых дизельных электростанций с использованием современных технологий (в условиях укрупнения и консолидирования поселков, их частичного закрытия, развития сетевого хозяйства), модернизации дизельных электростанций с использованием современного энергоэффективного оборудования.
Реализация мероприятий подпрограммы обеспечит снижение среднего эксплуатационного удельного расхода топлива на отпуск электроэнергии от тепловых электростанций до 318 г у.т./кВт∙ч в 2015 году и до 300 г у.т./кВт∙ч в 2020 году.
В электросетевом хозяйстве планируется повышение технического уровня, расширение освоения и внедрения в Единой энергетической системе России новых энергоэффективных инновационных технологий, разработка на их основе проектных решений.
Ключевыми элементами энергосбережения и повышения энергетической эффективности в электроэнергетике являются наличие российских или иностранных лицензионных технологий с учетом прохождения стадии демонстрационных проектов, их унификация и типовое проектирование. Условием, необходимым для выполнения задач по энергосбережению и повышению энергетической эффективности в электроэнергетике, является разработка новых технологий и освоение отечественным энергетическим машиностроением производства нового оборудования.
Основные технические мероприятия по энергосбережению и повышению энергетической эффективности в электросетевом хозяйстве направлены на снижение потерь электроэнергии и совершенствование системы коммерческого и технического учета электроэнергии в электрических сетях и у потребителей.
Планируется выполнение крупномасштабных работ по реконструкции электрических сетей с целью повышения их надежности и эффективности.
Реализация мероприятий подпрограммы должна обеспечить снижение потерь в электрических сетях до 8 - 9 процентов в 2020 году.
Технические мероприятия по энергосбережению и повышению энергетической эффективности в электроэнергетике:
1. Энергосбережение и повышение энергетической эффективности при производстве электроэнергии:
2. Энергосбережение и повышение энергетической эффективности при передаче электроэнергии, в том числе за счет:
В результате реализации мероприятий подпрограммы планируется достижение годовой экономии первичной энергии в объеме 25,32 млн. тонн условного топлива к концу I этапа (к 2016 году) и 58,05 млн. тонн условного топлива к концу II этапа (к 2021 году) и суммарной экономии первичной энергии в объеме 82,45 млн. тонн условного топлива на I этапе (2011 - 2015 годы) и 312,81 млн. тонн условного топлива за весь срок реализации Программы (2011 - 2020 годы).
Основные организационные мероприятия по энергосбережению и повышению энергетической эффективности в теплоснабжении и системах коммунальной инфраструктуры охватывают:
Достижение целевых показателей энергосбережения и повышения энергетической эффективности в системах коммунальной инфраструктуры планируется с учетом реализации мероприятий, предусмотренных Концепцией федеральной целевой программы «Комплексная программа модернизации и реформирования жилищно-коммунального хозяйства на 2010 - 2020 годы», утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 2 февраля 2010 г. № 102-р[2].
Технические мероприятия в теплоснабжении:
Технические мероприятия по энергосбережению и повышению энергетической эффективности в теплоснабжении, системах коммунальной инфраструктуры и системах наружного освещения позволят достичь суммарной экономии первичной энергии в объеме 51,84 млн. тонн условного топлива на I этапе (2011 - 2015 годы) и 184,18 млн. тонн условного топлива за весь срок реализации Программы (2011 - 2020 годы).
Кроме того, за весь срок реализации Программы предполагается обеспечить:
4.4. Экологические проблемы как предпосылки развития энергосберегающих технологий
В результате бесконтрольной добычи и расточительного использования невозобновляемых энергоресурсов в последние десятилетия человечество приблизилось к глобальному энергетическому кризису. Кроме того, значительно ухудшилась экологическая обстановка: глобальное изменение климата на планете, как следствие парникового эффекта, онкологические заболевания, загрязнение атмосферы вредными выбросами, загрязнение рек, вырубка лесов.
Как уже отмечалось, двигаясь такими темпами, человечество полностью израсходует запасы жидкого и газообразного углеводородного топлива (нефти и газа) в ближайшие пятьдесят лет.
Энергетический кризис в 1970-х годах XX в. Явился первой предпосылкой к осознанию экологических проблем и началу разработки крупномасштабных природоохранных проектов. В 1997 г. Был подписан Киотский протокол, согласно которому государства должны ограничить выброс парниковых газов (в первую очередь CO2) в атмосферу.
Во многих развитых странах одним из важнейших объектов государственного регулирования стали требования к развитию инновационных энергосберегающих технологий и повышению тепловой эффективности защиты зданий.
Основные задачи и аспекты энергосберегающих технологий:
На сегодняшний день всё более актуальной становится проблема снижения энергопотребления жилых зданий, что даёт толчок для развития энергосберегающих технологий. На обогрев домов государством тратится до 40 % всех энергоресурсов страны, а в атмосферу в результате выбрасывается огромное количество углекислого газа, что приводит к развитию «парникового эффекта».
Российские дома обладают очень низкой энергоэффективностью, потери энергии огромны. По данным Госстроя, в России расход тепловой энергии (отопление, горячее водоснабжение) составляет 74 кг условного топлива на 1 м2 в год, что в несколько раз выше, чем в странах ЕС.
Энергозатраты большинства российских предприятий превышают аналогичные показатели в развитых странах примерно в два раза.
В европейских странах энергосберегающие технологии становятся всё более популярными, тогда как в России до последнего времени им не уделяли должного внимания. Одной из основных из причин их медленного распространения считается отсутствие заинтересованности собственников жилья, поскольку им не разъясняются в должной мере все способы и средства по модернизации жилища. Государственным аппаратом не проводилось достаточной работы по стимулированию строительства энергоэффективных зданий, включая льготы в налогообложении для строительных компаний, занимающихся строительством такого жилья.
4.5. Регулирование продвижения энергосберегающих технологий
В результате принятия СНиПа 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» появляется реальная возможность повысить энергоэффективность строящихся зданий. Данные строительные нормы и правила устанавливают требования к уровню теплозащиты зданий с целью экономии энергии. При этом должны соблюдаться санитарно-гигиенические нормы микроклимата помещений и оптимальные параметры долговечности ограждающих конструкций зданий и сооружений.
Кроме того, в 2009 г. Государственной Думой был принят федеральный закон «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности», согласно которому все здания, вводимые в эксплуатацию, а также находящиеся в процессе эксплуатации, должны соответствовать требованиям по энергоэффективности и иметь приборы учета энергоресурсов.
В законе определён комплекс мер по реализации возможности экономии за счёт энергоэффективных товаров и услуг. Так, например, введён запрет на производство и продажу ламп накаливания в 100 Вт и более, с 2013 г. – ламп в 75 Вт, с 2014 г. – ламп в 25 Вт.
Специальными организациями должен проводиться энергоаудит с целью составления мероприятий по энергосбережению и энергоэффективности. Закон предусматривает долгосрочные методы тарифного регулирования, стимулирующий сокращение затрат на энергоресурсы, повышение энергоэффективности в их использовании. При этом полученная экономия сохраняется у компании и может быть потрачена на любые цели.
Для предприятий и индивидуальных предпринимателей, внедряющих энергосберегающие технологии, предусмотрен механизм бюджетного субсидирования, предоставления налоговых льгот и возмещение процентов по кредитам на реализацию проектов по внедрению инновационных энергосберегающих технологий.
Программа «Энергосбережение и повышение энергоэффективности на период до 2020 г.» предусматривает экономию:
Правительство РФ предпринимает активные шаги по внедрению энергосберегающих технологий. Дело, таким образом, за малым: на местах должна быть осуществлена реализация и контроль над реализацией этих программ.
Повышение энергоэффективности строительного комплекса возможно только путем совместного решения проблем, связанных с обеспечением энергетической эффективности и энергоэффективности в системах теплоснабжения зданий.
В 1995 г. группой зарубежных специалистов в области повышения эффективности потребления природных ресурсов был введён в обиход так называемый «фактор четыре» – жить в два раза лучше и в то же время тратить в два раза меньше ресурсов. [6].
Здания, в которых реализованы принципы "фактора четыре", построены уже по всему миру:
Рисунок 4.1. Штаб-квартира банка ИМГ (Амстердам)
Актуальность решения проблемы энергосбережения в строительном комплексе возросла в связи с ростом мировых цен на энергоносители. Если в середине 90-х цена нефти составляла около 8 $ за баррель, то к концу 2007 г. подошла к отметке 100 $ за баррель. [6].
Россия, являясь экспортером 20 % природного газа, добываемого во всем мире, и девятой части сырой нефти, играет ключевую роль в энергетической сфере.
По данным Госстроя, средний расход тепловой энергии на отопление и снабжение горячей водой в России составляет 74 кг условного топлива на один квадратный метр в год, что в 2–3 раза превышает данные по Европе. Например, в странах Скандинавии со сходными климатическими условиями, на нужды отопления и горячего водоснабжения тратится не более 18 кг у.т./м2 в год. [15].
После принятия Федерального закона № 261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» в декабре 2009 г., нескольких заседаний Государственного совета, посвященных этому вопросу, соответствующих постановлений Правительства РФ можно сделать вывод, что Россия присоединилась к самому модному мировому тренду последних десятилетий – экономии энергии. [25].
Если действительно серьезно задуматься о снижении энергопотребления в России в целом и в строительной отрасли в частности, необходимо в первую очередь оценить опыт стран Западной Европы, США и Японии, которые занялись энергосбережением с начала 70-х годов. Следует отметить, что после ряда ошибок сегодня и в США, и в Европе (особенно в Германии) накоплен опыт истинной экономии энергии в строительстве и разработано новое законодательство, обеспечивающее приоритет компаниям и гражданам, использующим энергосберегающие технологии и решения.
Если не принимать в расчёт естественных попыток ограничения потребления энергии после Второй мировой войны, первый (далёкий до совершенства) Закон, регламентирующий теплотехнические характеристики ограждающих конструкций зданий был принят в Великобритании в 1965 г. Однако серьезно большинство стран задумалось об энергосбережении только в начале 70-х годов ХХ века в связи с энергетическим кризисом, обрушившимся на Европу.
4.6. Энергосбережение на основе возобновляемых источников энергии
Каковы масштабы практического использования ВИЭ в мире? Имеющиеся данные позволяют утверждать, что в мире наблюдается бум возобновляемой энергетики.
Установленная мощность электрогенерирующих установок на нетрадиционных ВИЭ к концу 2008 г. достигла 280 ГВт, а в 2010 г. превысила мощность всех атомных электростанций – 340 ГВт. [7].
В табл. 4.1 представлена суммарная мощность и выработанная электроэнергия для отдельных видов ВИЭ в 2009 г.
Суммарная тепловая мощность установок солнечного теплоснабжения в 2008 г. достигла 145 ГВт (более 180 млн. м2 солнечных коллекторов), солнечное горячее водоснабжение имеет более 60 млн. домов в мире, ежегодные темпы роста более 15 %.
Таблица 4.1.
Мощность и выработанная электроэнергия на базе установок, использующих возобновляемые источники энергии в 2009 г.
|
Вид ВИЭ |
Мощность, ГВт |
Годовая выработанная электроэнергия, ТВт∙ч |
|
1. Ветроэнергетические установки ВЭУ |
159 |
324 |
|
2. Фотоэлектрические установки |
21,3 |
23,9 |
|
3. Биомасса |
60 |
300 |
|
4. Геотермальные ЭС |
10,7 |
62 |
Производство моторного биотоплива в 2008 г. превысило 79 млрд. литров в год (биоэтанол – 67, биодизель – 12), что составило около 5 % от ежегодного мирового потребления бензина. По сравнению с 2004 г. производство биодизеля возросло в 6 раз, а биоэтанола удвоилось. [7].
В 30 странах мира введены в эксплуатацию более 2 млн. тепловых насосов, суммарной тепловой мощностью более 30 ГВт, утилизирующих природное и сбросное тепло и обеспечивающих тепло- и холодоснабжение зданий. [7].
В настоящее время около 100 стран имеют специальные государственные программы освоения ВИЭ, при этом большинство стран ставят своей целью добиться вклада ВИЭ в энергобаланс страны на уровне не менее 15-20 % к 2020 г., а страны Европейского Союза – до 40 % к 2040 г.
Лидером в использовании возобновляемых источников энергии (в абсолютном исчислении) является США (рис. 4.2.). По прогнозам специалистов, через 30 лет на территории США не будет ни одного автомобиля, использующего в качестве топлива продукты перегонки нефти (бензин, дизельное топливо и т.п.).
На реализацию новой Энергетической Программы выделено более 80 млрд. дол., при этом предусматриваются следующие мероприятия:
Государство стимулирует создание и применение альтернативных видов топлива. К 2015 г. должно быть произведено более 1 млн. гибридных автомобилей.
Рисунок 4.2. Мировая структура потребления возобновляемых источников энергии
Во всем мире в последнее время альтернативная энергетика бурно развивается – рост составляет 20-30 % в год. Использование возобновляемых источников увеличивается не только в странах Европы и США. Например, Китай в 2010 г. по сравнению с 2009 г. увеличил потребление возобновляемой энергии на 74,5 %, Турция – на 88,1 %, Египет – на 35 %. [29].
Мировым лидером по доле электроэнергии, выработанной с помощью ВИЭ, является Дания, где почти 1/3 энергетики базируется на возобновляемых источниках энергии.
Не только в Дании, но и в Швеции, и Финляндии в 2020 г. планируется производить от 38 до 48 % энергии за счет использования возобновляемых источников энергии (энергии солнца и ветра, биотоплива, океанских волн, морских приливов, тепла Земли и т.д.).
В большинстве промышленно развитых странах мира существуют национальные программы развития нетрадиционной энергетики, предусматривающие значительное расширение доли использования ВИЭ в суммарном энергобалансе: в Дании, Голландии, США – до 2-5 %; в Австралии, Канаде, Новой Зеландии – до 10-15 %.
Наибольшее развитие и распространение находят установки, использующие энергию солнца, ветра и биомассы. В Израиле, например, в соответствии с законом, каждый дом должен быть снабжён солнечной водонагревательной установкой, которые, в результате, обеспечивают около 70 % потребности в горячей воде.
В Германии Правительственная программа «1000 крыш» по использованию фотоэлектрических установок (ФЭУ) для частного сектора, непосредственно преобразующим солнечную радиацию в электроэнергию, была расширена до 2500 крыш, при этом правительство субсидировало 70 % стоимости установки фотоэлектрических систем мощностью по 1-5 кВт, рассчитанных на 1-2 семьи. Германия считается одним из мировых лидеров политики энергосбережения и энергоэффективности. Средний темп снижения энергоёмкости ВВП составляет 1,5 % в год, а в перспективе стоит задача повышать ежегодно энергоэффективность экономики на 3 %.
В последние годы повысился интерес к ФЭУ в Японии (которая вынуждена импортировать около 80 % топливно-энергетических ресурсов), где в префектуре Окинава строится ФЭУ мощностью 750 кВт.
В США 90 энергетических компаний образовали Фотоэлектрические группу, которая на протяжении 5 лет планирует ввести в эксплуатацию ФЭУ общей мощностью 47 МВт, из которых 17 МВт приходится на малые автономные установки и 30 МВт – на крупные (от 100 кВт до 1 МВт).
Турецкий курорт Анталия полностью отапливается за счёт ресурсов солнца, правда светит оно там 300 дней в году.
На сегодня более 30 стран мира используют процесс прямого преобразования солнечной энергии в электрическую. Суммарная мощность произведенных за год фотоэлектрических преобразователей составляет около 65 МВт, из них по 1/3 в США и Японии, 20 % – в Европе. [33].
Бурно развивается ветроэнергетика: в конце 2010 г. общая установленная мощность всех ветрогенераторов составила 196,6 ГВт, а количество электрической энергии, произведённой ими, составило 430 ТВт∙ч (2,5 % от мировой выработки электроэнергии). В Дании в 2011 г. около 28 % вырабатываемой энергии приходилось на ветроэнергетические установки (ВЭУ), в Португалии – 19 %, в Ирландии – 14 %, в Испании – 16 %, в Германии – 8 %. В мае 2009 г. 80 стран мира использовали ветроэнергетику на коммерческой основе.
В последнее время повысилось внимание к использованию биомассы в энергетических целях. Это вызвано тем, что использование растительной биомассы при условии её непрерывного восстановления (новые лесные посадки после вырубки леса) не приводят к увеличению концентрации парниковых газов в атмосфере.
Швеция активно пропагандирует и внедряет биоэнергетику. Основным сырьем для этого являются отходы деревообработки и целлюлозно-бумажной промышленности. В настоящее время доля биоэнергетики в общем энергобалансе страны составляет 20 %, причем властями активно используются экономические стимулы внедрения ВИЭ. Широко применяются биоустановки для получения биогаза из отходов продуктов питания и переработки специальной травы. Обогрев и охлаждение помещений выполняется за счет использования потенциала земли и воды с помощью тепловых насосов мощностью 25–40 кВт.
Россия на общем фоне выглядит более чем скромно. В стране на альтернативные источники приходится менее 1 % от общего объёма генерации и этот показатель не растёт, несмотря на призывы президента страны к 2020 г. увеличить долю альтернативной энергетики до 4,5 %. [29].
Территория Российской Федерации составляет свыше 11 % суши земного шара, при этом Россия обладает самой большой в мире протяженностью береговой линии. Ресурсы ВИЭ (энергии солнца, ветра, приливов, геотермальной энергии) пропорциональны размеру территории страны.
Российская Федерация обладает 46 % нетропических лесов планеты (ежегодный прирост свыше 1 млрд. м3), 47 % разведенных запасов торфа (ежегодный прирост 20-30 млн. т).
Технически доступные геотермальные ресурсы – 115 млн. т.у.т. в год, технический потенциал ресурсов энергии рек составляет 382 млрд. кВт.ч в год.
Кроме того, в России ежегодно образуется свыше 390 млн.т. органических отходов, в том числе 250 млн. т. отходов сельскохозяйственного производства, 60 млн.т. твердых бытовых отходов городов, 10 млн.т. коммунальных стоков и 70 млн. т. отходов деревообработки.
Конечно, у альтернативной энергетики есть и свои минусы. Существует мнение, что солнечные модули при массовом использовании способны затемнить значительную часть суши, а производство биотоплива – истощить земли. Аналитики также отмечают непостоянство возобновляемых источников во времени и проблему с аккумулированием энергии.
Другой аргумент – высокие капитальные затраты на подобные технологии. Например, строительство ветрогенераторов и солнечных панелей существенно дороже обычных электростанций, а инвестиции в нетрадиционную энергетику окупаются вполне традиционным способом – за счет конечного потребителя. В результате, альтернативная энергетика остаётся «забавой» для богатых, но обделённых природными ресурсами регионов. Для России же, богатой полезными ископаемыми, более актуальными могли бы быть вопросы газификации и строительства инфраструктуры.
С точки зрения макроэкономических показателей, Россия, казалось бы, с избытком обеспечена традиционными энергоресурсами.
На выработку тепловой энергии расходуется около 30 % топливно-энергетических ресурсов России, что в полтора раза превышает затраты на выработку электроэнергии. Основным потребителем тепловой энергии являются жилые здания, на отопление которых расходуется около 45 % всей вырабатываемой в России тепловой энергии.
Структура выработки тепловой энергии в нашей стране выглядит следующим образом (2007 г.):
Общий фонд жилых зданий в России (по данным 2007 г.) составляет 2878 млн. м2, население 141,9 млн. чел. Таким образом, на одного человека приходится около 20 м2. [6].
Анализ энергобаланса показывает, что из всех добываемых в стране энергоресурсов около 2/3 экспортируется за рубеж. Что касается нефти, то сегодня 80 % всей добываемой в стране нефти экспортируется. Утвержденная Энергетическая стратегия России на период до 2030 г. фактически предусматривает лишь незначительное относительное снижение экспорта энергоресурсов. Экспортная ориентация во многом обусловлена тем, что нефтегазовый комплекс страны обеспечивает около 17 % российского ВВП и более 40 % доходов консолидированного бюджета, и отказаться от таких доходов крайне сложно. [7]. Возникает, однако, вопрос: насколько такая политика дальновидна и стратегически обоснована? Ведь энергетика, построенная на основе ископаемого углеводородного топлива, рано или поздно может столкнуться с исчерпаемостью этих ресурсов. И, судя по всему, перспектива эта не за горами.
Потенциал энерго- и ресурсосбережения в России огромен. Мировой опыт показывает, что имеется реальная возможность сокращения энергопотребления в 2 раза. Однако для достижения такого результата нужны длительные совместные усилия специалистов в различных областях.
4.7. Энергосбережение в строительстве
4.7.1. Опыт энергосбережения в развитых странах
В большинстве развитых стран предпринимаются активные экономические и социальные мероприятия по энергосбережению в строительной индустрии.
Граждане США, проживающие в энергетически неэффективных домах, с недостаточно хорошей теплоизоляцией, имеют право рассчитывать на государственную поддержку в лице Министерства энергетики США в оценке энергоэффективности жилья и предоставления услуг по дальнейшему его утеплению. На данный момент эта программа охватила более 5 млн. семей.
Программа повышения энергоэффективности жилья позволит владельцам домов снизить счета за коммунальные услуги на 20 % и внесет существенный вклад в улучшение экологической обстановки. Программа подразумевает 10%-ную налоговую скидку от стоимости изоляционных работ, установки окон, отвечающих новым требованиям, что позволит среднестатистической американской семье сэкономить до 1500 $.
Кроме того, налогоплательщики, занимающиеся повышением энергоэффективности жилья, могут рассчитывать на льготы в уплате подоходного налога.
На протяжении многих лет в Европе используют энергосберегающие технологии при строительстве и реконструкции зданий. В развитых странах созданы необходимые законодательные нормы с учётом экономических интересов собственников жилья и инвесторов.
Усовершенствование жилья включает следующие аспекты:
В Германии на реконструкцию домов с целью понижения энергопотребления потрачено более 1,5 млрд. евро. [42]. Более того, владельцам жилья, желающих провести реконструкцию дома с целью повышения его энергоэффективности, предоставляются налоговые льготы в размере 20 % и банковские кредиты с низкой процентной ставкой. Германия, являясь энергозависимой от поставок энергоносителей другими странами, решает проблему энергетической безопасности путем энергосбережения и стимулирования развития альтернативных ВИЭ, в основном энергии ветра и солнца. При необходимости покупки компьютеров и электроприборов административные учреждения обязаны приобретать энергоэкономные приборы.
В Австрии активно внедряются установки по производству биогаза. Биогаз, вырабатываемый из древесины, по качеству не уступает природному газу, его используют для отопления электростанций, автомобилей, работающих на смешанном топливе. Биогазовые установки способны вырабатывать около 100 м3 биогаза в час. [42]. В настоящее время подобные проекты внедряются и в других странах, в частности в Германии и Швеции.
Во Франции в 2005 г. для семей, желающих использовать технологии экономии термической энергии в собственном жилище, ввели в действие программу налоговых льгот. При модернизации жилья им предоставляется кредит, право на возмещение до 50 % расходов по установке систем терморегуляции, модернизации отопления и использования альтернативных источников энергии: биотоплива, энергия солнца и ветра. [42].
В Японии энергосберегающая политика проводится с 1973 г. Предпринимаются меры по снижению энергоёмкости домов, усовершенствованию конструкций зданий для снижения затрат на отопление и кондиционирование. Большое внимание уделяется сохранению энергии в быту: частичный отказ от телевизионных пультов, от ночного подогревания воды для экономии времени на приготовление завтрака утром, временное отключение кондиционеров летом. Проведенный на 200 семьях эксперимент дал экономию энергии в 14 %. Особое внимание уделяется развитию гелиоэнергетике. Установка солнечных батарей позволяет значительно снизить расходы на электроэнергию и на треть оплачивается правительством. Площадь крыши жилого дома в среднем составляет 120 м2. Даже если половина крыши будет покрыта батареями, они дадут 6 тыс. кВт∙ч энергии в год, что позволит сэкономить более 500 л нефти. [42] .
В Швеции в последние десятилетия удалось существенно снизить зависимость от ископаемого топлива. Если в 1970 г. 80 % энергии вырабатывалось из ископаемого органического топлива, то в 2009 г. этот показатель снизился до 37 %, а доля биотоплива в топливно-энергетическом балансе составила 32 %. Широкое применении получили тепловые насосы, использующие потенциал воды, атмосферы и земли. Они весьма эффективны и снижают вредное воздействие на окружающую среду. В настоящее время в Швеции насчитывается более 500 000 тепловых насосов. [42].
4.7.2. Тепловые потери зданий
В наше время, когда ископаемого топлива на Земли остаётся всё меньше, остро встаёт проблема энергосбережения. Одной из статей расхода топлива являются ресурсы на обогрев жилых строений, которые можно сэкономить, снижая теплопотери сооружений.
Жителям домов, многоквартирных и, в особенности, частных, отдельностоящих, приходится каждый месяц выкладывать довольно круглые суммы: зимой на отопление, а летом на охлаждение и вентиляцию.
Если говорить о традиционных способах энергосбережения, под которыми понимается реализация технических и научных мер, направленных на рациональное использование и экономное расходование топливно-энергетических ресурсов, то первым шагом является снижение тепловых потерь ограждающих конструкций различного рода зданий и сооружений.
Чтобы понять, какие ресурсосберегающие мероприятия в области архитектурно-строительных решений окажутся наиболее эффективными, необходимо провести качественный анализ потерь тепла через ограждающие конструкции зданий.
Многочисленными исследованиями и расчётами установлены составляющие теплопотерь через различные элементы зданий, представленные на рис. 4.3. [18].
Развитие энергосберегающих построек восходит к исторической культуре северных народов, которые стремились построить свои дома таким образом, чтобы они эффективно сохраняли тепло и потребляли меньше ресурсов. Классическим примером техники повышения энергосбережения дома является русская печь, отличающаяся толстыми стенками, хорошо сохраняющими тепло, и оснащённая дымоходом со сложной конструкцией лабиринтов. [18].
Рисунок 4.3. Потеря тепла в доме, возведенном по традиционной технологии и из традиционных строительных материалов
Решить вопрос с потерями тепла можно следующим образом:
Основной путь, снижения энергозатрат лежит в повышении термического сопротивления ограждающих конструкций с помощью теплоизоляционных материалов. Особенностью теплоизоляционных материалов является их высокая пористость и низкая теплопроводность. Благодаря изоляции значительно повышаются надежность, долговечность и эффективность эксплуатаций зданий и сооружений.
Основные функции тепловой изоляции:
Эффективный способ сокращения потребности в энергии является выбор той или иной системы микроклимата (вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха).
Ухудшение экологической обстановки является побуждающим стимулом к превращению жилых домов в экологически чистое жильё, отличающееся дополнительной теплоизоляцией стен, окон, дверей, крыши с использованием инновационных материалов и технологий, установкой солнечных батарей и других альтернативных источников энергии (рис. 4.4.).
Рисунок 4.4. Эволюция жилого дома в 19-21 веках
Специалисты разных стран с начала 70-х годов работали над проблемой энергосбережения зданий. Разработки велись в разных направлениях: разрабатывались варианты оптимальной формы дома, его установки относительно рельефа и сторон света, теплосберегающих ограждающих конструкций и систем вентиляции.
Таким образом, началось строительство энергоэффективных домов разного уровня сбережения энергии и даже её положительного баланса. Критерием градации энергосберегающих домов стало количество получаемой и потребляемой ими энергии.
4.7.3. Классификация энергоэффективных домов
Энергосберегающий, пассивный дом, или экодом - строение, отличительной чертой которого является отсутствие необходимости отопления или очень малое потребление энергии – до 10 % от количества, которое потребляется большинством зданий.
Домом нулевого потребления энергии (нулевой дом) называется сооружение, которое вырабатывает (и аккумулирует) энергии столько же или больше, чем ему требуется для собственного тепло- и энергоснабжения. При этом используются как ископаемые топлива, так и ВИЭ (солнечные панели, ВЭУ, тепловые насосы, биотопливо и т.д.).
Активным домом называют дом, имеющий положительный энергобаланс. Это удается за счёт объединения технологий пассивного дома и умного дома. Последняя заключается в следующем: автоматизированная контролирующая система обеспечивает комфорт, безопасность жильцов и ресурсосбережение сооружения. Автоматика учитывает погодные условия, время года и суток, принципы работы всех систем жизнеобеспечения, сиюминутную необходимость и программирует работу всех систем в оптимальном режиме.
Но если для работы активного дома и дома нулевого энергопотребления нужны дополнительные механизмы, вырабатывающие и распределяющие энергию, то пассивный дом не нуждается ни в чём, кроме собственных конструкций, возведённых по определенной технологии.
Энергосберегающее строительство – это использование самых современных технологий и материалов, обеспечивающих достижение высокого теплового комфорта и строительство дома с низким потреблением энергии и, следовательно, низкими эксплуатационными расходами. Такой эффект может быть достигнут за счет снижения потребления энергии необходимой для отопления дома, подогрева воды и потребления электроэнергии. В нашем климате наиболее важной задачей является сокращение потерь тепла. По сравнению с традиционными домами в пассивном здании потери тепла значительно снижаются.
Основная цель в энергосберегающем и пассивном строительстве заключается в стремлении достигнуть максимально возможный тепловой комфорт, при максимальном снижении тепловых потерь. Минимальный расход тепла уменьшает затраты на использование дома и хорошо сказывается на рыночной стоимости дома.
Технические решения для минимизации тепловых потерь достаточно хорошо изучены и используются на протяжении многих лет на практике.
Наиболее важными из них являются:
Активные и пассивные дома – это два разных подхода в энергосберегающем строительстве.
Ну а дома, которые стремятся к параметрам пассивных, но достичь их не могут, вынуждены довольствоваться более скромным званием энергоэффективных. [22].
Интерес к энергоэффективных зданий в России вырос после принятия закона «Об энергосбережении», но эксперименты в этой области проводились и раньше.
В Москве, в микрорайоне Никулино-2 впервые была построена теплонасосная система горячего водоснабжения многоэтажного жилого дома (рис. 4.5.). Этот проект был реализован в 1998-2002 гг. Министерством обороны РФ совместно с Правительством Москвы, Минпромнауки России, Ассоциацией "НП АВОК" и ОАО «ИНСОЛАР-ИНВЕСТ» в рамках «Долгосрочной программы энергосбережения в г. Москве». Проект выполнен под научным руководством доктора технических наук, член-корреспондента РААСН Ю.А.Табунщикова.
Рисунок 4.5. Схема теплового насоса для ГВС многоэтажного дома
в Никулино-2
В этом доме за отопительный сезон приходится тратить всего по 85 кВт∙ч тепла на каждый квадратный метр площади – почти вдвое меньше норматива и примерно втрое меньше реальных потребностей старых кирпичных зданий.
Но до стандартов пассивного дома там далеко. Общие требования к ним сформулированы в так называемом «Пакете проектирования пассивного дома», разработанном немецким институтом Passivhaus. Главное условие: годовой расход энергии на отопление не должен превышать 15 кВт∙ч на квадратный метр полезной площади. А если считать вместе с электроприборами, кухонной плитой, горячей водой и инженерными системами, то пассивный дом должен тратить не более 120 кВт∙ч/м2 в год.
Кроме собственно теплопотерь имеется еще целый набор необходимых требований: термоизоляция стен и окон, специальная конструкция окон и системы горячего теплоснабжения, практически полная герметичность здания и наличие принудительной вентиляции с рекуперацией тепла. То есть приточный и вытяжной вентиляционный каналы должны проходить через специальный рекуператор, где часть тепла отработанного нагретого воздуха передается свежему холодному воздуха. Учитывая тот факт, что только на вентиляции обычное здание в среднем теряет 35 кВт∙ч/м2 в год (то есть в два раза больше, чем вообще положено пассивному дому), это совершенно необходимое условие.
Впрочем, все эти расчеты проводились для Германии, где погода отнюдь не российская. Такие дома – изначально немецкое изобретение, первый из них был построен в городе Дармштадт в 1991 г. Сейчас таких зданий уже тысячи, в самых разных городах Германии. Германский банк развития KfW даже выдает под строительство пассивных домов льготные кредиты.
Компания «Мосстрой-31» в содружестве с немецкими специалистами и архитекторами из института Passivhaus построила в Бутово двухэтажный дом, который первым в России сертифицирует по европейским стандартам (рис. 4.6).
Рисунок 4.6. Пассивный дом в Бутово
Ещё один претендент на первенство в области российского пассивного домостроения – петербургская строительная компания «Пассив Хаус». На её счету около 80 коттеджей в Ленобласти. Правда, ни один из них до сих пор не сертифицирован по стандартам пассивного дома, поскольку затраты на отопление составляют 57,5 кВт∙ч/м2 в год – почти вчетверо выше немецкого стандарта. Однако общее годовое энергопотребление коттеджей составляет 90,6 кВт∙ч/м2, что соответствуют требованиям Института пассивного – 120 кВтч/м2 в год.
С активными домами ввиду отсутствия четких требований по теплопотерям спорных ситуаций не возникает. Жесткого стандарта тут вообще нет. Например, в доме «Зеленый маяк», офисном здании для студентов и преподавателей Копенгагенского университета, потребность в отоплении только на 35 % покрывается за счёт солнечных коллекторов и теплового насоса. Остальные 65 % тепла приходятся на центральное отопление. Суммарные энергозатраты составляют 30 кВт∙ч/м2 в год. При этом никто не сомневается, что «Зеленый маяк» – активный дом.
Там, где активный дом проигрывает пассивному в части сохранения тепла, он отыгрывается за счёт выработки электричества. Тот же «Зеленый маяк» благодаря удачно размещенным окнам и солнечным батареям площадью полностью обеспечивает свои потребности в освещении и питании всех инженерных систем дома.
Кроме солнечных батарей активные дома берут на вооружение еще несколько «зеленых» технологий. Это и светодиодное освещение, и солнечные коллекторы для нагрева воды и тепловые насосы, и вентиляция с рекуператором. Идеал для активного дома – нулевой энергобаланс. Естественно, построить такое здание, которое даже пасмурным зимним днём сможет полностью обеспечить себя электричеством и теплом за счёт солнца или других альтернативных возобновляемых источников энергии, практически нереально. Поэтому активные дома пасмурными зимними днями берут энергию из сети, зато в летнюю жару продают обратно в сеть излишки электричества.
Так, например, ещё один датский проект, «Дом для жизни», не только компенсирует свои энергозатраты за счёт солнечных батарей площадью 50 м2, но и дополнительно продаёт в сеть больше 1,7 тыс. кВт∙ч в год.
Пока что единственный действительно северный нулевой дом построен в Финляндии студентами Университета Аалто (Aalto University). Это одноэтажный полностью деревянный садовый домик по имени Luukku площадью всего около 60 м2. Толстые стены почти в полметра толщиной, система вентиляции с рекуперацией тепла, солнечные батареи на крыше и небольшой тепловой насос для обогрева обеспечивают температуру в помещении не ниже 29 °C. При этом энергобаланс дома остаётся нулевым даже в городе Мянтухарью, расположенном на 61-й параллели. Для охлаждения воздуха в жаркую погоду в Luukku применяется и вовсе оригинальное техническое решение. В стене под внутренней деревянной обшивкой спрятан слой особых парафинов, которые плавятся при 26 °C и, переходя в жидкое состояние, забирают у внутреннего воздуха тепло, что позволяет поддерживать комфортную температуру несколько часов пикового зноя.
Авторы проекта уже нашли партнёров и обещают в ближайшие годы наладить массовый выпуск домов более привычного размера. Квадратный метр нулевого коттеджа будет стоить примерно € 2,6 тыс.
В российских условиях в настоящее время нулевой дом невозможен даже не по климатическим соображениям (Россия большая страна, и регионов с мягким жарким климатом достаточно), а по юридическим: энергосети не покупают электричество у домохозяйств. Впрочем, даже активных домов в России до последнего момента не строили.
Первый такой проект планируется к сдаче в Наро-Фоминском районе Московской области. По расчетам специалистов Института пассивного дома расход тепловой энергии на отопление должен составить 33 кВт∙ч/м2 в год, а суммарное годовое энергопотребление – 90 кВт∙ч/м2. Российский активный дом будет вырабатывать гораздо меньше электричества, чем его западноевропейские братья. Связано это с тем, что пик производства энергии приходится на день, когда хозяев обычно нет дома, а российские энергосети не покупают излишки электричества. Площадь солнечных батарей составит всего 5 м2. Чтобы фотоэлементы не заваливало снегом, они будут размещены не на крыше, а на южной стене дома. Площадь солнечных коллекторов больше – около 16 м2. Они обеспечат дому не только горячее водоснабжение, но и частично отопление. Солнечные коллекторы разместят на крыше, а для борьбы со снегом предусмотрена система реверса, позволяющая закачать в коллекторы горячую воду. Кроме того, для отопления предусмотрен тепловой насос, а также высокоэффективные энергосберегающие окна, пропускающие солнечное тепло и не выпускающие его за счёт селективного покрытия. Вентиляция запроектирована гибридная. Зимой и в пиковую жару она будет принудительной с рекуперацией тепла. В остальное время ставка сделана на естественное проветривание через автоматически открывающиеся окна, управлять которыми будет «умная» система с датчиками влажности и уровня CO2.
Пока активные дома на стадии эксперимента, счёт им идёт на единицы, и говорить об их цене рано. Вряд ли такие здания будут популярны у россиян, ведь русский человек заботится не об экономии будущих эксплуатационных расходов, а о том, сколько он платит здесь и сейчас. К сожалению, современного «нового русского» мало волнуют проблемы, связанные с будущей экологической обстановкой, парниковым эффектом и прочими «высокими материями». Главное, что сегодня «зеленый» дом обойдется ему на значительно дороже, чем его «не зеленый» конкурент. Теплосберегающие характеристики и экологичностью строительных материалов также мало кого волнует. По данным специалистов в настоящее время из кирпича строятся 41 % поселков, из газоселикатного блока – 26 %, из бревна – 16 %, из бруса – 13%, а 4% – из других материалов.
Основной особенностью пассивного дома является отсутствие необходимости отопления или малое энергопотребление – в среднем около 10 % от удельной энергии (на единицу объёма), потребляемой большинством современных зданий. В большинстве развитых стран существуют собственные требования к стандарту пассивного дома.
В таких домах, например, окна располагаются так, чтобы жильцы имели естественное освещение как можно дольше, создаются резервуары для сбора дождевой воды, монтируются современные системы отопления, экономного электроосвещения, системы эффективной сортировки мусора. Все начинания поддерживаются государственными субсидиями. [42].
Показателем энергоэффективности строительного объекта (здания) служат потери тепловой энергии с квадратного метра (кВт·ч/м²) в год или в отопительный период. В среднем эта величина составляет 100-120 кВт·ч/м². Энергосберегающим считается здание, у которого этот показатель ниже 40 кВт·ч/м². Для развитых европейских стран этот показатель ещё ниже – порядка 10-15 кВт·ч/м². [18].
В традиционном строительстве для обогрева 1 м2 здания в год требуется 35 м3 природного газа. При использовании в доме пассивных строительных технологий, для его отопления достаточно 1,5 м3 в год. Для дома площадью 100 м2 ежегодная экономия составляет до 3350 м3 газа.
Архитектурная концепция пассивного дома базируется на следующих принципах:
В идеале, пассивный дом должен быть независимой энергосистемой, вообще не требующей расходов на поддержание комфортной температуры. Отопление пассивного дома должно происходить благодаря теплу, выделяемому живущими в нём людьми и бытовыми приборами. При необходимости дополнительного «активного» обогрева, желательным является использование альтернативных источников энергии.
Горячее водоснабжение осуществляется за счёт ВИЭ: тепловых насосов или солнечных водонагревателей.
Охлаждение (кондиционирование) здания также осуществляется посредством соответствующего конструктивного решения, а в случае необходимости дополнительного охлаждения – за счет альтернативных источников энергии, например, геотермального теплового насоса.
Для строительства пассивных домов, как правило, применяются экологически корректные материалы, часто традиционные – газобетон, дерево, камень, кирпич. В последнее время часто стали использоваться продукты рециклизации неорганического мусора – бетона, стекла и металла. В Германии, например, построены специальные заводы по переработке подобных отходов в строительные материалы для энергоэффективных зданий. Обязательным условием, естественно, является система сортировки сбора мусора, принятая в развитых странах, но, к сожалению, не в России.
4.8. Энергосберегающие технологии
4.8.1. Теплоизоляция
Пассивный дом должен иметь эффективную тепловую изоляцию. Фотография в инфракрасных лучах (рис. 4.7.) показывает, насколько эффективна теплоизоляция пассивного дома (справа) по сравнению с обычным домом (слева).
Рисунок 4.7. Теплопотери пассивного и обычного дома
Ограждающие конструкции (стены, окна, крыши, пол) стандартных домов имеют довольно большой коэффициент теплопередачи. Это приводит к значительным потерям: например, тепловые потери обыкновенного кирпичного здания составляют 250-350 кВт·ч в год с 1 м2 отапливаемой площади.
Технологическая концепция пассивного дома предусматривает эффективную теплоизоляцию всех ограждающих поверхностей – не только стен, но и пола, потолка, чердака, подвала и фундамента. В пассивном доме формируется несколько слоёв теплоизоляции – внутренняя и внешняя.
Как правило, для утепления стен и пола пассивного дома на грунте используется слой теплооизоляции с коэффициентом теплопроводности не более 0,04 Вт/(м∙К) толщиной 30 см, а крыши – 40 см. Это позволяет одновременно не выпускать тепло из дома и не впускать холод внутрь него. Кроме того, перегородки в пассивном доме должны обладать высокой способностью аккумулировать тепло. Также производится устранение «мостиков холода» в ограждающих конструкциях. В результате в пассивных домах теплопотери через ограждающие поверхности, как правило, не превышают 15 кВт·ч/м² в год, что практически в 20 раз ниже, чем в обычных зданиях.
4.8.2. Регулирование микроклимата
В настоящее время технология строительства пассивных домов далеко не всегда позволяет отказаться от активного отопления или кондиционирования, особенно в регионах с постоянно высокими или низкими температурами, или резкими перепадами температур, например, в зонах с континентальным климатом.
Тем не менее, неотъемлемой частью пассивного дома является система регулирования микроклимата (обогрева, кондиционирования и вентиляции), расходующая ресурсы более эффективно, чем в обычных домах.
В обычных домах вентиляция осуществляется за счёт естественного движения воздуха, который проникает в помещение через специальные пазы в окнах (иногда через оконные проветриватели – клапаны приточной вентиляции) и удаляется пассивными вентиляционными системами, расположенными в кухнях и санузлах.
В энергоэффективных зданиях используется более сложная система: вместо окон с открытыми пазами используются звукоизолирующие герметичные стеклопакеты, а приточно-вытяжная вентиляция помещений осуществляется централизованно через установку рекуперации тепла. Для повышения энергоэффективности монтируется подземный воздуховод, снабжённый теплообменником (рис. 4.8.).
Рисунок 4.8. Схема приточно-вытяжной вентиляции пассивного дома
Зимой свежий холодный воздух входит в подземный воздуховод, нагревается за счёт тепла земли до температуры +3 ºС и поступает в рекуператор. В рекуператоре старый (отработанный) воздух отдает тепло свежему (не смешиваясь с ним) и выбрасывается на улицу, а свежий воздух из рекуператора с температурой +17 ºС поступает в дом. [36]. Таким образом, осуществляется бесплатное отопление. Если температура поступающего воздуха слишком низкая, он дополнительно подогревается электрическим нагревателем мощностью 2,1 кВт. Температура подогрева воздуха задается на программной панели электронагревателя.
В летний период система функционирует как бесплатный центральный кондиционер: горячий воздух (+30 ºС) входит в подземный воздуховод, охлаждается за счёт температуры земли до 17 ºС и поступает в дом.
Воздухозабор находится в корпусе окна подвала, в нем смонтирован сменный воздушный фильтр, который защищает систему от загрязнения.
Подземный воздухопровод выполнен из полипропиленовой трубы диаметром 200 мм и длиной 40 м, которая уложена по периметру дома на глубину около 3 м с уклоном в направлении рекуператора для того, чтобы сделать возможным сток конденсата. Такие размеры и форма воздухопровода в песчаном грунте обеспечивают зимой нагрев воздуха до 24 °С выше нуля (при наружной температуре воздуха 15-20 °С ниже нуля), а летом охлаждение его до температуры +20 °С (при температуре снаружи 30-35 °C выше нуля). В период смены сезона подземный воздухопровод обычно не используется.
В пассивном доме (на всякий случай) могут быть установлены традиционный котёл и радиаторы. Если зимой слишком мало солнечных дней, то можно включить дополнительное отопление. Однако, по отзывам пользователей, эта система практически не используется.
За счёт такой системы в пассивном доме постоянно поддерживаются комфортные условия. Иногда возникает необходимость использования маломощных нагревателей или кондиционеров (тепловой насос) для минимальной регулировки температуры.
Тепловые насосы отличаются от традиционных источников тепла тем, что это энергосберегающая технология, снижающая затраты на энергоресурсы и топливо. Инновационность технологии заключается в автономности системы отопления с помощью теплового насоса, использующего энергию земли, что является неоспоримым преимуществом, когда дом отдалён от централизованного отопления или газовой магистрали. Выгода геотермальных насосов по сравнению с прочими системами отопления заключается в том, что тепловой насос даёт не только тепло для отопления здания или горячую воду в дом, но и холод для кондиционирования (в летнее время).
4.8.3. Энергобезопасность пассивного дома
Уникальность пассивного дома в том, что его можно построить в «чистом» поле без использования газовых сетей и теплоцентралей. Нужен только источник водоснабжения и электроэнергия (примерно 10 кВт на дом или квартиру). Этого вполне достаточно для приготовления пищи, отопления, кондиционирования, вентиляции, горячего водоснабжения.
В случае отключении электроэнергии пассивный дом остывает на 1 °С в сутки при температуре наружного воздуха –15 °С. Во многом этому способствуют аккумуляторы тепла, роль которых выполняют массивные несущие стены, железобетонные плиты пола первого этажа и междуэтажные перекрытия. [19].
Ещё большее повышение энергобезопасности пассивного дома достигается с помощью дополнительного инженерного оборудования и различных источников энергии, к которым можно отнести: камины, печи, тепловые насосы, солнечные коллекторы для подогрева воды, солнечные батареи, ветрогенераторы и т.д.
Такие мероприятия по повышению энергобезопасности могут сделать пассивный дом полностью энергонезависимым с децентрализованным энергоснабжением, водоснабжением и очисткой бытовых стоков. Колодцы, скважины для воды и индивидуальные очистные сооружения сегодня выполняются многими фирмами.
Таким образом, пассивный дом является полностью энергонезависимым домом нового поколения, надёжным в эксплуатации, долговечностью более 150 лет, внутриклиматическая среда в котором является лабораторией здоровья для человека.
К первым экспериментам повышения энергосбережения зданий можно отнести сооружение, построенное в 1972 г. в городе Манчестер в штате Нью-Гэмпшир (США). [19]. Кубическая форма здания обеспечивает минимальную поверхность наружных стен, площадь остекления не превышает 10 %, что позволяет уменьшить потери тепла за счёт объёмно-планировочного решения. По северному фасаду остекление отсутствует. Покрытие плоской кровли было выполнено в светлых тонах, что уменьшает её нагрев и, соответственно, снижает требования к вентиляции в тёплое время года. На кровле здания установлены солнечные коллекторы (рис. 4.9.).
Рисунок 4.9. «Зеленое» здание One Angel Square в Манчестере (США)
В 1979 г. в городе Отаниеми (Финляндия) был построен комплекс Econo-house (рис. 4.10.). В здании, кроме сложного объёмно-планировочного решения, учитывающего особенности местоположения и климата, была применена особая система вентиляции, при которой воздух нагревался за счёт солнечной радиации, тепло которой аккумулировалось специальными стеклопакетами и жалюзи. В общую схему теплообмена здания, обеспечивающую энергосбережение, были также включены солнечные коллекторы и геотермальная установка. Форма скатов кровли здания учитывала широту места строительства и углы падения солнечных лучей в различное время года [37].
Впервые схему оборудования пассивного дома предложили в мае 1988 г. доктор Вольфганг Файст, основатель «Института Пассивного дома» в Дармштадтe, (Германия) и профессор Бо Адамсон из Лундского университета (Швеция). Концепция разрабатывалась в многочисленных исследовательских проектах, финансируемых землёй Гессен, Германия. [18].
Рисунок 4.10. Econo-house в Финляндии
Крупнейшим автономным домом в мире может стать «Башня Жемчужной реки» в Гуанчжоу (Китай), строительством которой занимается американская компания «Skidmore, Owings and Merrill». 69-этажная башня высотой 300 м, как и следует настоящему «нулевому» дому, не будет подключена к внешним источникам электроэнергии (рис. 4.11.). Характерная особенность этой постройки – наличие двойного остекления с вентиляцией между двумя слоями стекла, что позволит снизить издержки на кондиционирование помещения. Кроме того, в нём будут автоматические жалюзи, которые будут самостоятельно менять угол раскрытия в зависимости от положения солнца. Здание будет оснащена солнечными панелями и ветрогенераторами [37].
Рисунок 4.11. Башня Жемчужной реки (Китай)
В России понятие «пассивный дом» появилось сравнительно недавно. К сожалению, в связи с бюрократическими издержками прошлого в нашей стране для изменения системы отопления, водоснабжения нужен ряд разрешений, для получения которых необходимо обегать неимоверное количество инстанций. С установкой в подъездах ламп с датчиками движения жилищные компании тоже не торопятся: устанавливаются они, как правило, за свой счёт. На Севере, где полярный день тянется несколько месяцев, освещение подъездов все равно не прекращается.
Во всём мире к 2006 г. было построено более 6000 пассивных домов, офисных зданий, магазинов, школ, детских садов. Большая их часть находится в Европе.
Резюмируя всё вышесказанное, можно отметить основные концептуальные параметры, отвечающие требованиям энергоэффективного дома:
Известно, что при отоплении жилья в атмосферу выбрасывается до 40 % углекислого газа от всего объёма CO2, образующегося при сжигании топлива. Для обогрева домов нового типа применяются, как уже было отмечено, в первую очередь альтернативные источники энергии.
Сдерживающим фактором строительства пассивных домов в России является их относительная дороговизна, они примерно на 8-10 % выше стоимости обычных домов. Тем не менее, надо принять во внимание не только стоимость жилья, но и стоимость его дальнейшей эксплуатации. Затраты по эксплуатации пассивного дома в разы меньше затрат на обычное жилье, также стоит учесть постоянный рост цен на отопление, горячую воду и электроэнергию. Дополнительные затраты на строительство окупаются в течение 7-10 лет.
В пассивном доме отпадают затраты на некоторые виды работ и оборудование, присущие обычным зданиям:
Стоимость же электроконвекторов, системы вентиляции и дополнительного утепления практически ниже стоимости классического отоплении. А отказ от газовых сетей и теплоцентралей позволяет значительно сократить себестоимость строительства.
Стандартизация пассивных домов устанавливается в зависимости от значение удельного потребления тепловой энергии (УПТЭ) на отопление (кВт∙ч/м2) в год. В Европе принята следующая классификация зданий в зависимости от их уровня энергопотребления:
Иногда определение «пассивный дом» путают с системой «умный дом», одной из задач которой является обеспечение контроля энергопотребления здания. Дополнительным средством экономии тепловой энергии являются автоматизированные системы управления техническими устройствами в здании. Такие системы, к примеру, снижают температуру помещения во время отсутствия людей или в ночное время. «Умное» отопительное оборудование позволит контролировать и автоматически регулировать интенсивность отопления в зависимости от температуры на улице.
4.8.4. Технология строительства пассивного дома
Как уже отмечалось, под системой контролируемой вентиляции с рекуперацией тепла понимают устройство теплообменника, в котором отводящийся теплый воздух нагревает подающийся свежий воздух и сбрасывается в атмосферу.
Технология строительства пассивного дома заключается в следующем:
Рисунок 4.10. Керамические поризованные блоки
Рисунок 4.13. Технологические особенности пассивного дома
Энергоэффективные дома дороже традиционных на 15-20 %, но экономия на эксплуатации позволяет окупить эти расходы за 7-10 лет.
4.8.5. Принципы использования солнечной энергии и остекления
в пассивных домах
Для эффективного использования солнечной энергии необходимо соблюдение следующих условий:
На рис. 4.14 представлены технологические параметры остекления различных типов. [37].
U-Wert = k – коэффициент теплопередачи; g-Wert – коэффициент
лучепропускания (коэффициент пропускания солнечной энергии)
Рисуноук 4.14. Технологические параметры остекления
На примере сравнения одиночного стекла и тройного с низкоэмиссионным покрытием типа «аргон-криптон» наблюдается:
На рис. 4.15. представлены возможные типы остеклений, оптимальные для установки в пассивных зданиях, а в табл. 4.2. – соответствующие технологические параметры: коэффициент теплопередачи k, коэффициент термического сопротивления R = 1/k и коэффициент пропускания солнечной энергии g.
Рисунок 4.15. Различные схемы остекления
Таблица 4.2.
Типы остекления
|
№ № |
Тип остекления |
Коэффициент теплопередачи остекления k, Вт/(м2К) / термич. сопротивл. R., (м2К)/Вт |
Коэффициент общего пропускания солнечной энергии g, % |
|
1 1 |
2 стекла с одним низкоэмиссионным покрытием (аргон). Этот тип остекления при больших площадях не пригоден для пассивных зданий. |
1,1-1,4 / 0,91-0,71 |
55-68 |
|
2 2 2 |
3 стекла с двумя низкоэмиссионными покрытиями, 2х11 мм (криптон) |
0,5-0,7 / 2-1,43 |
45-57 |
|
3 стекла с двумя низкоэмиссионными покрытиями, 2х16 мм (аргон) |
0,6-0,8 / 1,66-1,25 |
45-53 |
|
|
3 3 |
Двойная оконная рама, два стеклопакета с двумя стеклами (2х2 стекла) с одним низкоэмиссионным покрытием на каждый (аргон) |
0,6 / 1,66 |
47 |
|
4 4 |
2 стекла с одним низкоэмиссионным покрытием (аргон), и перед ними одно стекло с твердым покрытием (k – стекло) |
0,8 / 1,25 |
50 |
У самых обыкновенных оконных рам коэффициент теплопередачи от 1,5 до 2 Вт/(м2К), а теплопотери с 1 м2 вдвое превышают аналогичный показатель остекления для пассивного дома, для которого по нормам коэффициент теплопередачи равен 0,7 Вт/(м2 К). Кроме того, необходимо учитывать значительные мостики холода в местах соединения остекления с рамой. Чтобы восполнить баланс от солнечных теплопоступлений вследствие этих дополнительных теплопотерь, следует применять оконные рамы с высоким термическим сопротивлением (рис. 4.16.).
Рис. 4.16. Сравнение оконных рам
Слева – остекление для пассивного дома в стандартной деревянной раме с коэффициентом теплопередачи k > 1,09 Вт/(м2К).
Справа – специальные высокоизолированные рамы для пассивного дома со значением k = 0,8 Вт/(м2К).
Для изготовления теплоизоляционных оконных профилей используются следующие конструктивные варианты:
Расположенные на юг окна пассивного дома должны быть с тройным стеклопакетом, низкоэмиссионным покрытием, не очень большими по площади, с утепленными оконными рамами.
Через окна южной ориентации в солнечную погоду в здание проникает значительное количество солнечной энергии. Стекло свободно пропускает коротковолновое световое ультрафиолетовое излучение, но неохотно пропускает в обратном направлении длинноволновое инфракрасное тепловое излучение, которое излучают нагретые солнечными лучами поверхности, находящиеся внутри помещений. [21].
Еще в мае 1947 г. исследования Ф. У. Хатчинсона показали, что количество поступающего через окна с двойным остеклением южных стен домов солнечной радиации в большинстве городов США более чем достаточно, чтобы компенсировать неизбежные потери при пропускании через стекло (рис. 4.17).
Рисунок 4.17. Схема распределения солнечного теплового потока
Большие площади остекления влекут за собой большие первоначальные затраты на отопительную систему из-за дополнительных потерь тепла через стекло, которое заменило собой сплошную непроницаемую стену. Кроме того, для данной широты местности общее количество поступающей солнечной радиации не меняется, несмотря на облачность, и тепловые потери зависят только от наружной температуры. Поэтому применение остекления большой площади в мягком климате обеспечивает большие возможности для снижения потребности в сезонном отоплении, чем в холодном климате на той же широте.
Количество солнечной энергии, поступающее через обращённое на юг окно, в средний солнечный зимний день больше, чем в средний солнечный день летом. Это объясняется рядом причин:
Из всего вышесказанного следует, что зимой через выходящие на юг окна поступает в 2 раза больше солнечной радиации, чем летом. А если летом окна затенить, то разница оказывается еще большей.
Кроме того, влияние типа окна и широты местности относительно невелико по сравнению с влиянием температуры наружного воздуха и нестабильностью солнечной погоды.
Нередко шторы или задернутые занавески уменьшают поступление солнечной энергии в помещение. Применение таких средств, как изолирующие ставни, закрывающие окна на ночь, существенно снижают потери тепла и увеличивают общий уровень полезного поступления тепла.
Поступление тепла и потери тепла через окна, зависят от типа оконной рамы: для окон с деревянными рамами по сравнению с алюминиевыми снижение летнего поступления тепла и зимних потерь тепла является весьма существенным.
Таким образом, для изготовления рам в новых зданиях целесообразно применять дерево. Замена оконных рам в существующих зданиях также является целесообразной.
Для экономии энергии имеет значение и тип стекла. Стекла всех типов (прозрачное, теплопоглощающее, теплоотражающее) теряют примерно одинаковые количества тепла из-за теплопроводности. Однако количества солнечной радиации, которые передаются стеклами этих трёх типов, сильно различаются.
Более практичным решением, как альтернатива применения теплопоглощающих или теплоотражающих стекол, является использование растительности (см. «Вертикальное озеленение»), а также регулируемых затеняющих устройств.
Затеняющие устройства снаружи здания наиболее эффективны; устройства между двумя слоями остекления (например, подъёмные жалюзи) несколько уступают им по эффективности; внутренние устройства (ставни, шторы, занавеси) наименее эффективны, т.к. преграждают путь солнечным лучам только после того, как они проникли в здание.
Теплопоглощающие и теплоотражающие стёкла снижают расход энергии на кондиционирование воздуха, стоимость оборудования и затраты на его эксплуатацию. Однако экономия обычно определяется в результате сравнения затрат с соответствующими данными для зданий с ограждающими конструкциями, выполненными из стекла, а не с данными для зданий, уже спроектированных с учетом мероприятий по экономии энергии.
Все четыре (или более) фасада здания необязательно должны иметь одинаковый внешний вид. Особенно это касается зданий с большими площадями остекления. Хотя строительство зданий в виде стеклянных коробок может иметь экономические, социальные и другие причины.
Обращённое на юг остекление можно легко затенять наружными козырьками над стеклами. Главная трудность при проектировании фиксированных козырьков заключается в том, что величина затенения, возникающая от тени козырьков на стекле, зависит в основном не от календарного времени года, а от положения Солнца.
Представляет определённый интерес применение регулируемых затеняющих устройств. Регулируемое затенение, расположенное между стеклами двойного окна, не так эффективно, как наружные устройства, но более эффективно, чем внутренние, которые, однако, наиболее удобны для использования людьми, находящимися в здании.
Регулируемое жалюзийное затеняющее устройство Skylid приводится в действие с помощью энергии Солнца (рис. 4.18). [21].
а – пасмурная погода; б – солнечная погода
Рисунок 4.18. Система Skylid. Схема работы в летнее время:
1 - отражающая поверхность; 2 - элемент жалюзи, заполненный изоляцией; 3 - верхняя ёмкость заполнена; 4 - нижняя емкость пуста; 5 - солнце; 6 - тепло (прохлада) отражается назад в помещение; 7 - верхняя ёмкость пуста; 8 - нижняя ёмкость заполнена.
Все элементы жалюзи поворачиваются одновременно: в открытом положении они пропускают солнечные лучи, а в закрытом – изолируют окно и сохраняют внутри тепло (или прохладу). На одном из жалюзийных элементов смонтированы две ёмкости, соединенные небольшой трубкой, по которой протекает фреон, расширяющийся или сжимающийся в зависимости от температуры, которая определяется главным образом солнечным излучением, попадающим на выступающую наружу ёмкость. Когда солнце нагревает фреон, он перетекает из выступающей наружу ёмкости в другую, уравновешивая жалюзийные элементы и заставляя их закрываться.
Зимой система работает в обратном порядке: солнце заставляет жалюзи открываться в солнечные часы и закрываться ночью, удерживая тепло в помещении.
Кроме автоматического управления жалюзи могут регулироваться с помощью ручного рычага.
Очень трудно затенять остекление, обращённое на восток и запад, потому что солнце над горизонтом стоит низко и летом, и зимой. Одним из вариантов затенения в этом случае являются вертикальные жалюзи (или подобные им конструкции), принцип действия которых заключается в том, что обращённое на восток или запад остекление переориентируется на север или юг.
При ориентации остекления на север будет пропускаться только непрямой свет, создающий благоприятное освещение для жизнедеятельности человека, а при ориентации освещения на юг обеспечивается поступление солнечной радиации в зимнее время.
Для этого применяется, как правило, пилообразное расположение окон на западном или восточном фасадах здания, обеспечивающее поступление солнечного тепла зимой, но исключающее летом (рис. 4.19.).
Рисунок 4.19. Пилообразное расположение окон на западном фасаде здания:
1 - выступ здания; 2 - наружный выступ; 3 - верхний экран;
4 - наружная стена; 5 - регулирующая тепловой поток штора;
6 - двойное остекление; 7 - боковое затенение; 8 - план; 9 - вид сбоку
4.8.6. Активное использование солнечной энергии
Под солнечным домом принято понимать здание, которое как минимум на 50 % отапливается солнечной энергией. Остаток необходимой энергии для подогрева воды и отопления помещения в идеале должен компенсироваться дровяным отоплением (сжиганием пеллет).
Для того, чтобы достичь так называемой «высокой степени покрытия солнечной системой», которая может достигать 100 %, необходимо соблюсти ряд условий. Дом должен быть ориентирован на юг и иметь отвесную крышу или фасад, на котором можно расположить солнечный коллекторы большой площадью. Таким образом, солнце можно активно использовать. Большие окна на южной стороне пропускают в дом тепло и позволяют использовать солнечную энергию пассивно.
Калифорнийская компания Solyndra разрабатывают инновационные фотоэлектрические солнечные конвекторы, позволяющие более эффективно использовать поверхность плоских крыш с максимальной степенью преобразования солнечного излучения в электроэнергию. [24].
В солнечных панелях Solyndra применяются цилиндрические модули (рис. 4.20.), которые воспринимают солнечное излучение с углом охвата фотоэлектрического модуля 360 º, позволяем им таким образом преобразовывать в электричество не только прямые солнечные лучи, но и отражённые, и преломлённые.
Рисунок 4.20. Цилиндрические модули Solyndra
Оптимальная мощность достигается при горизонтальном монтаже модулей, установленных на минимально возможном расстоянии друг от друга, поскольку при этом они охватывают большую поверхность крыши, чем обычные плоские панели. Особый эффект достигается в сочетании таких модулей с белыми кровельными листами Evalon фирмы Alwitra, которые характеризуются более высокой отражательной способность в сравнении с другими материалами (рис. 4.21.).
Активный дом как рекламно-просветительский проект построили осенью 2011 г. на 20-м километре Киевского шоссе, в коттеджном поселке «Западная долина», совместно российская и датская компании (датчане уже вложились в такие дома в пяти странах Европы). Российский дом стоит 38 млн. рублей и представляет собой скорее музейный экспонат, чем коммерческий проект: он никогда не принесет прибыли. [5].
Рисунок 4.21. Солнечные панели с модулями Solyndra
Очевидно, в России «зеленые» технологии не будут выгодны до тех пор, пока не вырастут цены на энергоносители. Однако дешевизна энергоносителей в России обманчива, ведь косвенно мы платим за содержание и ремонт морально и физически изношенных систем теплоснабжения, которым характерны чудовищные теплопотери.
Наличие «зеленой» инфраструктуры в России удешевило бы строительство на треть (хотя бы за счёт наличия «умных» сетей, способных принимать электричество от домохозяйств). В идеале экодом должен быть дешевле обычного дома за счёт использования местных материалов и снижения затрат на транспортировку. Но до этого в России далеко.
Теплопотери обычного дома настолько велики, что он «подогревает космос», а в условиях плотной застройки и большого количества автомобилей образуется «тепловой купол», который распространяется вокруг крупных городов и в том числе является причиной лесных пожаров.
В России нет экологической сертификации в сфере строительства, и «пассивным домом» можно обозвать любое здание, стены которого обладают низкой теплопотерей, но этим его энергоэффективность и ограничивается.
4.8.7. Энергосберегающая крыша
Наибольшей популярностью в настоящее время пользуются традиционные дома со скатной крышей и деревянной стропильной конструкцией (рис. 4.22 а). В более современных домах чаще всего сооружают вентилируемые плоские кровли (рис. 4.22 б). [38]. Независимо от конструктивного решения, любая крыша нуждается в соответствующей тепло- и гидроизоляции, а также правильной вентиляции.
а б
Рисунок 4.22. Энергосберегающие крыши:
а (слева) – скатная, б (справа) – вентилируемая плоская
Вентиляция и отвод влаги. При выборе материалов следует помнить о правильной конструкции кровли, которая даёт возможность беспрепятственной диффузии водяного пара. Учитывая процесс проникновения водяного пара в жилое помещение, можно выделить два основных типа поверхности крыши: негерметичная и герметичная. [38].
В случае покрытия из рубероида на сплошном дощатом настиле (герметичный тип) следует оставлять воздушный зазор между досками и теплоизоляцией. Этот зазор должен обеспечить вентиляцию кровли, поэтому необходимы входные и выходные отверстия для воздуха.
При использовании кровельных мембран с высокой степенью паронепроницаемости (негерметичный тип) в воздушном зазоре нет необходимости. В таком случае используется вся толщина стропил, и утепление соприкасается с ветроизоляцией, которую укладывают под кровельное покрытие. Внутри находится пароизоляционная лента, которая монтируются между теплоизоляцией и отделкой (например, гипсокартонными плитами). При таком решении следует обеспечить качественную, регулируемую гравитационную вентиляцию помещений (оконные вентиляционные клапаны, вентиляционные решетки).
Потери тепла через крышу в односемейных домах составляют от 10 до 15 % всей потери тепла в доме. Требования европейских строительных норм заключаются в проектировании крыши с коэффициентом теплопередачи не больше 0,3 Вт/(м2∙К).
Обеспечить выполнение требуемых норм не так уж просто. Главная причина заключается в неточности выполнения работ, что приводит к образованию практически незаметных каналов, позволяющих теплу покидать помещения – так называемых мостиках холода.
Мостик холода, или температурный мост – это участок ограждающей конструкции здания, имеющий пониженное термическое сопротивление. Например, стык между частями конструкции или конструктивный элемент, состоящий из материалов с более высокой теплопроводностью. Такие участки охлаждаются сильнее, чем другие части ограждения, поэтому их еще называют «мостиками холода». Наличие температурных мостиков значительно снижает эффективность теплозащиты здания (иногда теряется до 50 % всего тепла). Присутствие мостиков холода в здании является причиной образования конденсата и может значительно снизить время его эксплуатации. [35].
Потенциальными местами их возникновения являются конструктивные узлы и все соединения наружных элементов, сделанных из разных материалов: стык пола на грунте со стеной фундамента, плиты фундамента с наружной стеной, проёмы окон и дверей, соединение крыши со стеной. К этому перечню можно отнести балконные плиты, выступы стен, места крепления металлических балюстрад, подпорок для телевизионных антенн, кладочные швы и т.п.
Избежать мостиков холода ещё на стадии строительства крайне сложно, иной раз проще утеплить весь дом, чем пытаться закрыть каналы утечки поодиночке.
Визуально мостики холода обычно не определяются. Для их обнаружения необходимо провести тепловизионную съёмку (рис. 4.23.).
Рисунок 4.23. Иллюстрация мостиков холода с помощью тепловизора
Оптимальная толщина теплоизоляции. Аудиторские анализы показали, что оптимальная величина термического сопротивление крыши R составляет 5–7 м2.K/Вт, а рекомендуемая толщина теплоизоляционного слоя от 30 до 35 см.
Если принять во внимание всю стоимость строительства, это небольшой дополнительный расход, составляющий около 1 % суммарных инвестиций. Поэтому стоит вкладывать деньги в энергосберегающие решения.
В течение скольких лет вернутся затраты на дополнительную теплоизоляцию? По подсчетам европейских экспертов срок окупаемости составляет о 7 до 10 лет, в зависимости от источника отопления (тепловые насосы, газ, электричество и пр.). Следует, однако, учитывать и изменение цен на энергоносители носители в будущем.
Утепление крыш, как правило, выполняется при помощи минеральной ваты, которая кроме теплоизоляционной также выполняет противопожарную и звукоизоляционную функции.
Инвестирование в энергосбережение – очень выгодное мероприятия, как с экономической точки зрения, так и с экологической. Снижение расходов энергии уменьшает выбросы в атмосферу продуктов сгорания, в том числе «парниковых» газов, тем самым ограничивая неблагоприятные климатические изменения.
Инновационный проект энергосберегающего кровельного покрытия представляет GZ Gundelfinger (рис. 4.24.). В элементы покрытия уже на этапе производства закладываются высококачественные отопительные трубы, расположенные в нижней части кровли (на глубине в несколько сантиметров), благодаря чему, тепловой поток направляется вниз – в помещение [39].
Рисунок 4.24. Энергосберегающая кровля GZ Gundelfinger
Зимой в трубы подаётся горячая вода, обеспечивающая отопление помещения, а летом – холодная, с целью кондиционирования. В массивной кровле тепло аккумулируется и медленно возвращается в помещение. Помещение нагревается или охлаждается равномерно, нет зон с излишне тёплым или холодным воздухом. Кроме того, в воздухе отсутствуют взвешенные частицы пыли, что присуще традиционным отопительным системам – важный фактор для людей, страдающих аллергией.
Энергосберегающая кровля идеально подходит при использовании альтернативных систем обогрева на базе тепловых насосов или солнечной энергии.
Крыша британского здания Energy Centre of Excellence покрыта кровельными листами Kalzip AluPlusSolar (площадью 1500 м2), которые представляют собой легковесный полностью интегрируемый источник возобновляемой энергии [40]. В данной системе применяется надёжное и гибкое тонкоплёночное фотоэлементное ламинирование (рис. 4.25.).
Система AluPlusSolar обеспечивает выходную пиковую мощность 44 кВт и ежегодно вырабатывает 30 тыс. кВт∙ч.
Рисунок 4.25. Кровельные листы Kalzip AluPlusSolar
Конструктивное включение звукопоглощающих изоляционных материалов способствует улучшению акустических характеристик.
С целью дальнейшей экономии энергетических ресурсов и уменьшения выбросов СО2 непосредственно на строительной площадке были собраны трехслойные кровельные фонари Kalzip Multivault SSR общей площадью около 300 м2. Ряды фонарей Multivault SSR разделяют группы панелей AluPlusSolar. Противостоящие погодным условиям внешние части фонарей выполнены из двухслойного поликарбоната. Под ними, в плоскости кровли, смонтированы полупрозрачные панели. Такая система обеспечивает равномерное распределение рассеянного дневного света с минимальным эффектом тени во всех помещениях центра.
4.8.8. «Зеленая кровля», или Сад на крыше
«Поистине это противоречит всякой логике, когда площадь, равная целому городу, не используется, и шиферу остается любоваться звездами!»
Ле Корбюзье, французский архитектор, художник-дизайнер
В последние годы в городах стали все больше внимания уделять нестандартным, нетрадиционным методам озеленения. В Европе и Америке появились так называемые «зеленые кровли», которые постепенно получают распространение и в России. [9].
«Зеленые кровли» известны человечеству с давних времён. Висячие сады Семирамиды (около 600 г. до н.э.) – одно из Семи Чудес Света – фактически представляли собой первые зеленые кровли (рис. 4.26.). [11]. Позднее жители северных стран утепляли дома, обкладывая их кусочками мха и дерна.
В Западной Европе уже в XVII в. такое конструктивное решение как крыша-терраса на городских зданиях выполняло и функционально-экономическую, и социально-эстетическую задачу.
Рисунок 4.26. Висячие Сады Семирамиды
Первые сведения об устройстве цветников и садов на крышах в России относятся к XVII в. Так, митрополитом Ионой висячий (или, как их называли в России, «верховой») сад был устроен в кремле Ростова Великого. Известен висячий садик, созданный по приказу Петра I в Риге в 1717 г. Он занимал ограниченное пространство и находился на открытой террасе над Даугавой на уровне второго этажа, поддерживаемый массивными опорами. В нём росли пионы, белые и жёлтые нарциссы, тюльпаны, мелисса, шалфей и другие растения. В XVIII в. архитектурное устройство садов на крышах был использован при проектировании и строительстве Зимнего дворца, Малого Эрмитажа (рис. 4.27.) и Царского Села в Петербурге. В конце XIX в. идеями висячих садов было охвачено практически всё купеческое сословие.
Рисунок 4.27. Висячий сад Малого Эрмитажа после реконструкции 2011 г.
Создание садов на крыше – перспективное направление ландшафтной архитектуры будущего. В мегаполисах, где значительная часть природного пространства отдаётся под застройку, зеленая кровля является идеальным решением для компенсации ущерба, наносимого окружающей среде.
Устройства «сада на крыше» особо актуально в связи с чрезвычайно высоким ростом стоимости квадратного метра земли. В результате, использование свободных площадей крыш даёт возможность восполнить дефицит зелёных зон, устраивать на крышах зданий места для отдыха и проведения досуга, решая одновременно ряд экологически важных проблем.
Современные строительные и композиционные материалы и технологии дают возможность создавать устойчивое к динамическим нагрузкам защитное покрытие, что позволяет использовать площадь крыши для самых разных целей – устраивать летние кафе, детские площадки и площадки для гольфа, зоны отдыха, парковки автомобилей и т.д.
«Зелёные кровли» отфильтровывают твердые микрочастицы из воздуха, задерживают и очищают ливневые воды, предоставляют новые возможности для создания эстетического разнообразия, а летом помогают снизить эффект перегрева.
В связи с увеличением населения городов, необходим новый подход к комплексному решению ряда проблем, таких как загрязнение атмосферного воздуха и недостаток рекреационных зон для жителей. Невзрачные крыши можно полностью изменить при помощи «зеленых кровель», что создаст дополнительные возможности для преобразования эстетического облика города.
Для садов на крыше важным моментом является возможность совместить архитектуру здания, заданного и построенного надолго, с таким постоянно изменяющимся живым материалом, как растения и цветы (рис. 4.28.).
Рисунок 4.28. «Зелёная крыша»
В зависимости от особенностей кровли (местоположения, несущей способности здания, бюджета, потребности клиента, доступности материалов и растений) каждая озеленяемая поверхность кровли отличается от остальных, создавая, тем самым, неповторимый эстетический эффект.
Кровлю не зря называют «пятым фасадом». Именно на ней останавливается взгляд, и по её достоинствам часто оценивается архитектурное решение всего здания.
Различают два основных типа «зеленых кровельных систем»: экстенсивную и интенсивную, – отличающиеся, главным образом, стоимостью, толщиной растительной среды и выбором используемых растений. [14].
Для экстенсивных «зеленых кровель» (часто неэксплуатируемых) характерен малый вес, низкие капитальные вложения, небольшое разнообразие применяемых растений и минимальные требования по обслуживанию.
Интенсивные «зеленые кровли» (как правило, эксплуатируемые) характеризуются большей толщиной субстрата, большим весом, более высокими капитальными затратами, широким разнообразием растений, высокими требованиями к обслуживанию. Благодаря большей толщине субстрата, список рекомендуемых растений более разнообразен и включает не только цветы и декоративные растения, но и кустарники и деревья, с помощью которых можно организовать более сложную экосистему. Однако и требования к обслуживанию интенсивных кровель более высокие: для них необходимо предусматривать особые системы полива. Для создания такой кровли необходимы консультации профессиональных конструкторов и ландшафтных дизайнеров, а для монтирования системы требуется опытный кровельщик.
При благоустройстве крыш в основном используется экстенсивные системы озеленения – идеальное решение для озеленения кровель с небольшой допустимой нагрузкой, уход за которыми не предполагается. Вес экстенсивной системы озеленения составляет всего 35 кг/м2.
По оценкам экспертов стоимость «зеленой кровли» в течение её жизненного цикла не превышает стоимости обычной кровли. «Зеленые кровли» являются своего рода инвестицией, которая приносит ряд социальных, экономических и экологических преимуществ. «Зеленые кровли» повышают энергосбережение здания (благодаря его охлаждению в жаркое время года и дополнительному утеплению в зимний период), продлевают срок службы кровельного материала, создают дополнительную звукоизоляцию, а также комфортные площади, доступные для жильцов.
Если «зеленые кровли» являются прекрасным дополнением уже существующих зданий, то вертикальное озеленение органично сочетается с урбанистическим пейзажем крупных мегаполисов, может размещаться в зонах, где озеленение территории не представляется возможным (рис. 4.29.). В условиях города, в местах активного пешеходного потока, интенсивного движения автотранспорта, переполненных парковок и полного отсутствия площадей для зеленых насаждений вертикальное и кровельное озеленение становится идеальным решением. Растения с течением времени постепенно смещаются с нижнего уровня городской зоны вверх, что позволяет создавать прекрасные ландшафтные композиции.
Найти необходимые средства для совершенствования городской среды возможно только при системном рассмотрении проблем взаимодействия города с измененной природой в его структуре и окружении.
За последние десятилетия в мире отработаны технологии, продуманы конструктивные элементы и созданы материалы, позволяющие устроить на крыше как простой «зеленый ковер», так и настоящий сад.
Рисунок 4.29. Вертикальное озеленение
В Германии, например, разработаны и производятся готовые системы озеленения кровель. Одна из подобных систем – FlorDepot – была представлена на нижегородской архитектурно-строительной выставке несколько лет назад. На выставке «Архстрой-2009″ нижегородская строительно-ландшафтная компания «Бонанза» представляла системы озеленения кровель немецкой фирмы ZinCo, работающей в этой области уже 50 лет. [34]. Эти системы дают разнообразные возможности от озеленения плоских и скатных крыш до устройства настоящих садов на крышах домов и подземных гаражей. Необходимо лишь учитывать и распределять дополнительные нагрузки на существующую кровлю. Самый простой и относительно дешевый вариант – система экстенсивного озеленения крыши. Она подходит для крыш с небольшой допустимой нагрузкой, площадь которых не эксплуатируется и где не предполагается регулярный дальнейший уход. Вес системы экстенсивного озеленения невелик. Такое озеленение годится не только для новостроек, но и для старых домов, для крыш как плоских, так и наклонных (рис. 4.30.).
Рисунок 4.30. Экстенсивное озеленение наклонной крыши
На российском рынке ведущей компанией по системам озеленения кровель является ZinCo (Германия), к последним проектам которой можно отнести:
4.8.9. Вентиляция крыш
Вентилирование подкровельного слоя выполняется от карниза до конька. По оценкам специалистов, учитывая значительный уклон воздушного пространства, этот зазор должен достигать 60 мм [17]. В состав изоляционного слоя (особенно многослойного) в обязательном порядке входит пароизоляция, препятствующая проникновению парообразной влаги в толщу утеплителя. Поэтому пароизоляционный слой следует размещать с тёплой (внутренней) стороны утеплителя, то есть между утеплителем и слоем декоративной обшивки.
Для снижения риска образования "парникового эффекта" и, учитывая наличие вентилируемого пространства, нецелесообразно применять очень эффективные изолирующие слои типа поливинилхлоридной пленки.
В странах ЕС для этой цели применяют специальные рулонные материалы с односторонней проводимостью, которые одновременно служат и ветровой защитой (рис. 4.31.).
Рисунок 4.31. Кровельный материал с односторонней проводимостью
4.8.10. Тепловая изоляция зданий и сооружений
Проблема утепления жилища возникла, пожалуй, одновременно с зарождения самого искусства строительства. Известно, что уже в каменном веке первобытные люди строили землянки, потому что знали – покрыв дом сверху слоем рыхлой земли, можно сделать его теплее. Современная же строительная наука предлагает нам множество материалов, способных сделать жилище уютным и теплым, не потратив при этом лишних трудов и денег.
Одной из важнейших задач энергосбережения зданий является сохранение тепла в холодное время, которое в России может составлять большую часть года. Грамотная теплоизоляция стен, кровли и коммуникаций важна в плане энергосбережения, что приводит к большой экономии финансовых средств, затрачиваемых на содержание жилья.
Теплоизоляция частных жилых домов должна начинаться ещё на стадии строительства и быть комплексной – от фундамента и стен до крыши.
Наибольший эффект энергосбережения достигается благодаря применению современных минеральных и органических утеплителей. К ним относятся: минвата, базальтовые плиты, пенополиуретан, пенополистирол, стекловолокно и многие другие, имеющие различные коэффициенты теплопроводности, влияющие на толщину теплоизоляции.
Энергосберегающие кон струкции должны быть, во-первых, прочными, жёсткими и воспринимать нагруз ки, то есть быть несущей конструкцией, а во-вторых, должны защищать внутреннее пространство от дождя, жары, холода и других атмосферных воздействий, то есть обладать низкой теплопроводностью, быть водостой кими и морозоустойчивыми. [4].
В природе не существует материала, который удовлетворял бы всем этим требованиям. Для жестких конструкций идеальным материалом являются ме талл, бетон или кирпич. Для теплоизоляции годится только эффективный утепли тель, например, минеральная (каменная) вата. Поэтому для того, что бы ограждающей конст рукция была прочной и теплой, используют композицию или комбинацию как минимум двух материалов – конструкционного и теплоизоляционного.
Композиционная ограждающая конструкция может быть представлена в виде нескольких отличных друг от друга систем:
Применение той или иной системы ограждающей конструкции определяется конструктивными осо бенностями модернизируемого здания и технико-экономическими расчета ми, основанными на приведенных затратах.
Стоимость утепления 1 м2 наружной стены колеблется от 15 до 50 $ без учета стои мости заполняемых оконных блоков, модернизации систем вентиляции и отопления. Тем не менее, потенциал энергосбережения при эксплуатации существующего жилого фонда достаточно велик и составляет около 50 %.
Каждая из этих конструкций имеет свои достоинства и недостатки, и вы бор её зависит от многих факторов, включая местные условия.
Наиболее эффективным представляется четвертый тип утепления здания (внешнее утепление), который наряду, естественно, с недостатками обладает рядом существенных достоинств, а именно:
Для устранения теплопотерь в старых зданиях разработа ны и осуществляются различные проекты теплотехнической реконструкции и утепления, например, так называемая термо шуба, представляющая собой многослойную конструкцию из различных материалов. [4].
Сегодня уже никто не строит домов с толстыми стенами – к проблеме энергосбережения подходят по-другому.
Для начала необходимо разобраться, какую часть стены целесообразно утеплять – внутреннюю или наружную. Если утеплить внутреннюю поверхность стены, то под слоем утеплителя может выпасть конденсат, что приведет к образованию грибка, а скопившаяся в порах стены влага при замерзании будет постепенно разрушать стену, что впоследствии приведет к необходимости ремонта. Следовательно, утепление жилого дома целесообразно производить снаружи.
В качестве наружной теплоизоляции чаще всего используются следующие утеплители:
Применяются различные способы наружного, или фасадного, утепления:
Мокрый, или штукатурный, метод наиболее приемлем для владельцев загородного жилья. Технология исполнения его следующая: в первую очередь для усиления сцепления клея со стеной и для связки частиц пыли поверхность стены грунтуется. Затем с помощью цементно-клеевых растворов на стену наклеивается утеплитель, который дополнительно фиксируется к стене дюбелями с тарельчатой головкой. Сверху на утеплитель на тот же клеевой раствор наклеивается армированная стеклосетка, необходимую для предотвращения штукатурку от растрескивания. Поверх сетки наносится слой декоративной штукатурки. [32].
Сухой метод представляет собой обшивку стен дома сайдингом или вагонкой. Технология обшивки достаточно проста, хотя есть и некоторые тонкости. На стене дома крепится обрешётка из брусков, толщина которых должна соответствовать толщине утеплителя, а сами бруски должны набиваться на стену с шагом равным ширине листа утеплителя. Затем утеплитель вкладывается в обрешётку и фиксируется к стене с помощью клея или тарельчатых дюбелей. Сверху утеплитель закрывается диффузионной мембраной, которая позволяет выводить наружу пар и влагу, образующуюся под утеплителем на границе температур, но не позволяет влаге извне проникать в дом. Мембрана крепится к обрешётке с помощью степлера. Для образования вентиляционного зазора сверху нашиваются бруски, по которым уже ведётся обшивка сайдингом.
Система вентилируемого фасада состоит из подоблицовочной конструкции, на которую крепится защитно-декоративное покрытие – алюминиевые панели, стальные компоненты облицовки, керамогранит и т.д. Система устроена таким образом, что между защитной облицовкой и слоем утеплителя существует зазор, в котором благодаря перепаду давлений образуется поток воздуха, являющийся не только дополнительным буфером на пути холода, но и обеспечивающий вентиляцию внутренних слоев и удаление влаги из конструкции. Утепление жилого дома с применением такой системы является самым дорогим, но при этом можно добиться ощутимой экономии на системах кондиционирования и отопления.
Большая часть потерь тепла происходит от некачественного примыкание полотна двери к лутке при закрытии. В образовавшиеся, невидимые невооружённым взглядом щели внутрь помещения попадают холодные массы наружного воздуха. В особенности, это присуще деревянным дверям и объясняется отсутствием надежных уплотнителей. В связи с тем, что дерево имеет свойство менять свои геометрические размеры (усыхает, разбухает) необходимы материалы, обеспечивающие надежную герметизацию притвора двери.
Наиболее доступными и дешёвыми являются поролоновые уплотнения, однако этот материал нельзя назвать оптимальным выбором. Поролон сам по себе недолговечен, он очень чувствителен к воздействию влаги. На интенсивно эксплуатируемой двери применение его нежелательно. Его вполне можно использовать, например, на балконной двери, при условии, что она будет редко открываться в зимний период.
В настоящее время широкое распространение получили профильные резиновые уплотнения на самоклеящейся основе, отличающиеся большей долговечностью и надежностью, что вполне подходит для входных дверей. При монтаже стоит учитывать толщину уплотнения, т.к. при использовании излишне толстого уплотнения возможны трудности с закрыванием двери.
Вата в последнее время существенно сдаёт свои позиции. Несмотря на хорошие теплоизоляционные свойства, её применение объясняется в основном традициями, поскольку ещё недавно вата была практически единственным теплоизоляционным материалом. Следует отметить, по крайней мере, два существенных недостатка. Во-первых, вата довольно быстро скатывается по дверному полотну и смещается вниз, во-вторых, она является благодатной средой для обитания различных вредителей, способных нанести непоправимый вред деревянной конструкции.
Поролон – искусственный материал, часто применяемый в качестве теплоизолятора. Основным недостатком является недолговечность – под воздействием влаги он разлагается в течение двух-трех лет, поэтому его применение целесообразно в сухих внутренних помещениях.
Изолон – современный теплоизолирующий материал, который, не смотря на более высокую стоимость, наиболее оптимально подходит для утепления дверей. Этот эластичный вспененный полиэтилен выпускается в огромном диапазоне по толщине и плотности и отличается долговечностью и высокими показателями тепло- и звукоизоляции.
Применение минеральных утеплителей нецелесообразно, так как они не смогут поддерживать объём под воздействием наружной обшивки.
В качестве обивочного материала, в зависимости от вкуса и финансовых возможностей, применяется кожа, дермантин и различные типы кожзаменителей.
Утеплители для металлической входной двери также разнообразны. Стандартные металлические двери обычно поставляются без внутреннего утеплителя. В качестве внутренних утепляющих материалов обычно применяются минеральные утеплители и пенопласт, как экструдированный, так и неэкструдированный.
Пенопласт (пенополистирол) обладает небольшой гигроскопичностью и низкой теплопроводностью. Экструдированный пенопласт к тому же не горит.
Минеральные утеплители – пожаробезопасны, обеспечивает надежную тепло- и звукоизоляцию. Желательно применение материала с высокой плотностью.
Существующий выбор утеплителей позволяет существенно снизить теплопотери и способствовать решению проблемы энергосбережения.
Характеристики утеплителей. Главное предназначение утеплителя – «помогать» конструкционным материалам стен, крыши, перекрытий дома поддерживать внутри помещения постоянную температуру, т.е. не пропускать в дом холод (или, наоборот, жару), и не выпускать из него тепло (прохладу). Поэтому основной характеристикой утеплителя является сопротивление теплопередаче (термическое сопротивление), которое зависит от состава и структуры материала.
Помимо сопротивления теплопередаче, все типы утеплителя обладают и другими характеристиками, важными для монтажа и последующей эксплуатации:
Типы утеплителей. В зависимости от характеристик все типы утеплителей можно подразделить на следующие типы:
При утеплении плоских крыш к теплоизоляции предъявляются высокие требования по прочности на сжатие, разрыв, теплопроводности и малому удельному весу. Данным требованиям в большой степени соответствуют плиты из экструдированного пенополистирола. Они с успехом применяются на любых типах плоских кровель: эксплуатируемых и неэксплуатируемых, облегчённых и традиционных. Ещё одним важным свойством этого материала является его малое водопоглощение, что положительно влияет на стабильность его теплоизоляционных качеств.
На скатных крышах могут использоваться все те же утепляющие материалы, что и для стен.
Пенополиуретан как современный теплоизоляционный строительный материал можно применять для теплоизоляции:
Предлагаются два метода пенополиуретановой изоляции крыш [13]:
Наиболее перспективным считается второй метод (рис. 4.32.).
Основная идея такого подхода состоит в том, что помимо напыления теплоизоляции производится герметизация крыши, тогда как в случае обычной плоской крыши надо было бы уложить несколько слоев различных материалов, выполняющих разные функции. При реконструкции крыш теплоизоляцию напылением пенополиуретаном можно нанести даже без предварительного демонтажа крыши.
Рисуноук 4.32. Напыление пенополиуретана
Температурная стойкость напыляемых материалов для плоских крыш составляет от –60 до +120 ºС, поглощение воды материалом составляет около 2 % по объёму. Практика показывает, что после непрерывного интенсивного дождя (8 час) вода не проникает вглубь пенополиуретанового покрытия. Теплопроводность пенополиуретанового напыления лежит в пределах 0,023-0,03 Вт/(м∙К).
При использовании твёрдого пенополиуретана на его наружной поверхности образуется корка, которая под воздействием ультрафиолетового излучения со временем приобретает коричневый цвет, при этом механические свойства пенополиуретанового покрытия не изменяются.
Для повышения стойкости к погодным условиям наружная поверхность пенополиуретана должна быть защищена от ультрафиолета либо с помощью окраски, либо засыпкой из гравия толщиной не менее 5 см.
Существует множество решений выполнения теплоизоляции, все они зависят от условий эксплуатации трубопровода. Наиболее распространены следующие типы термоизоляция:
Существуют и альтернативные способы снижения теплопотерь, за которыми, возможно, будущее:
Современные теплоизоляционные материалы применяются на различных трубопроводных линиях. Они способны работать как при высоких температурах, так и в крайне жестких условиях вечной мерзлоты.
Применение теплоизоляции позволяет достичь следующих результатов:
Применение качественной теплоизоляции трубопроводов позволяет повысить срок безаварийной работы коммуникаций и окупается в течение нескольких лет эксплуатации.
Тепловые мостики. Мероприятия по теплоизоляции эффективны только в тех случаях, когда обеспечено отсутствие тепловых мостиков и негерметичных стыков.
Под «тепловыми мостиками» понимаются такие слабые звенья в теплоизоляции, через которые вследствие геометрических особенностей или конструктивных недостатков происходит утечка большого количества тепла через участки небольшой площади. [30].
Геометрические тепловые мостики появляются, например, не только в эркерах и слуховых окнах, но и в области наружных кромок здания.
Конструктивные тепловые мостики появляются, прежде всего, в местах соединения различных конструктивных элементов и на линиях пересечения их поверхностей. В ходе реконструкции их следует по возможности устранять, а при добавлении новых конструктивных элементов – избегать.
Чем лучше теплоизолирована поверхность конструктивного элемента здания, тем сильнее проявляется эффект от возникновения тепловых мостиков. Этот эффект приводит не только к нежелательным утечкам тепла, но и к повреждению здания, если тепловые мостики находятся на холодных поверхностях, поскольку в этом месте происходит конденсация влаги и образование плесени.
Чтобы избежать появления тепловых мостиков, необходимо принимать следующие меры:
4.8.11. Тепловые потери при теплоснабжении производственных помещений
Теплоснабжение производственных помещений (цехов) всегда считалась задачей неординарной, поскольку они, как правило, занимают огромные площади (от нескольких сотен до нескольких тысяч квадратных метров) и высоту до 14-18 м. Рабочая (обитаемая) зона производственных зданий со ставляет всего 20-30 % их общего объема, которые требуют поддержания комфортных условий. Таким образом, нагрев 70-80 % воздуха, находящегося над рабочей зоной, можно отнести к прямым потерям. [4].
Общеизвестно, что удержать теплый воздух внизу невозможно и его температура от пола к потолку возрастает на 1,5 °С на каждый метр высоты. Например, в зданиях высотой 12 м при средней температуре внизу (в рабочей зоне) 15 °С под крышей воздух нагревается до 30 °С. Такой перегрев внутреннего воздуха зданий приводит к резкому возрастанию тепловых потерь через наружные ограждения, верхние перекрытия, стены, световые проемы и фонари.
К этому следует добавить и большие затраты энергии на перемещение значи тельных масс воздуха с помощью вентиляторов, поскольку основным способом отопления производственных помещений является воздушное. Отопить даже среднее производственное помещение с помощью водяной или паровой системы весьма проблематично и в большинстве случаев невозможно, поскольку для этого потребуются трубопроводы, которые будут перекрывать всё помещение и создавать серьёзные неудобства.
Вместе с удаляемым нагретым воздухом из верхней зоны промышленных зданий с помощью вытяжных вентиляторов выбрасывается большое количество теплоты. Для её утилизации целесообразно применять приточно-вытяжные установки с теплоутилизаторами.
Потери тепла в производственных зданиях и сооружениях зависят и от принятого режима работы предприятия. Например, при работе в две смены рабочее время за отопительный сезон составля ет около 5000 ч, из которых собственно рабочими являются не более 2300 ч, или 44 % календарного времени. Все остальные 2700 ч предприятия вынуждены отапливать здания, в которых никто не работает.
Перевод системы отопления в дежурный режим сложен, малоэффективен и небезопасен из-за возможных резких перепадов температур, создающих угрозу размораживания системы при высоких суточных коле баний температуры.
4.8.12. Системы газового лучистого отопления
Одним из возможных путей снижения затрат тепла на ото пление больших производственных зданий может быть децентрализация систе мы теплоснабжения по теплоносителю (воде и пару) посредством внедрения систем газового лучистого отопления (СГЛО) и газовых воздухонагревателей. [20].
Лучистое отопление – это передача тепла от более нагретых поверхностей к менее нагретым посредством инфракрасного излучения. Поток энергии, на правляемый лучистыми обогревателями, установленными непосредственно над обогреваемой зоной, нагревает не окружающий воздух, а рабочую поверхность (например, пол), установленное в обслуживаемой зоне оборудование и людей, что создаёт дополнительный комфорт и снижает тепловые потери (рис. 4.33.).
Перевод систем отопления зданий по указанной системе требует осуществления определенных организационных и технических решений.
Рисунок 4.33. Распределение температур при традиционном и инфракрасном обогреве
Для снижения затрат теплоты на нагрев воздуха, поступающего через проемы в стенах общественных зданий, а также для многоэтажных жилых домов применяют воздушно-тепловые завесы. Во многих случаях целесооб разно устройство тамбура.
4.8.13. Окна и остекление зданий
Окна в зданиях, обладая необходимыми теплозащитными качествами, должны обеспечивать требуемый световой комфорт в помещении и иметь достаточную воздухопроницаемость для естественной вентиляции.
Действующие нормативы устанавливают следующие требования к окнам жилых зданий:
По конструкции все окна состоят из светопропускаемых и непрозрачных частей. В качестве заполнения светопропускаемой части окон используют стеклопакеты и стёкла различной толщины.
Придание стеклу энергосберегающих свойств связано с нанесением на его поверхность низкоэмиссионных оптических покрытий, а само стекло получило название низкоэмиссионного. Эти покрытия обеспечивают прохождение в помещение коротковолнового солнечного излучения, но препятствуют выходу из помещения длинноволнового теплового излучения (например, от отопительного прибора). Поэтому стекла с низкоэмиссионными покрытиями называют «селективными стеклами». [41].
Характеристикой энергосбережения является излучательная способность (эмиссия) стекла, под которой понимают способность стеклянной поверхности пропускать коротковолновое солнечное излучение и отражать длинноволновое, не видимое человеческим глазом тепловое излучение (рис. 4.34.).
Рисунок 4.34. Электромагнитный спектр излучения
Численной характеристикой излучательной способности стекла является эмисситент поверхности Е – чем ниже эмисситент, тем меньше потери тепла. У обычных стёкол Е составляет 0,83, а у селективных – 0,04 и даже ниже, т.е. свыше 90 % тепловой энергии отражается обратно в помещение (рис. 4.35.).
Рисунок 4.35. Принцип действия энергосберегающего стекла
В настоящее время в качестве энергосберегающих наибольшее распростра нение получили два типа покрытия: К-стекло (Low-Е) – твёрдое низкоэмиссионное покрытие и I-стекло (Double Low-E) – мягкое низкоэмиссионное покрытие. [16].
Стёкла с такими покрытиями полностью прозрачны для видимого спектра света, но отражают инфракрасное излучение, что приводит к значительному повышению теплоизоляционных свойств стеклопакета.
К-стекло практически невозможно отличить невооруженным взглядом от обычного стекла. Главными преимуществами K-стёкол являются устойчивость энергосберегающего покрытия к атмосферным воздействиям, возможность закаливания и ламинирования.
I-стекло по своим теплосберегающим качествам в 1,5 раза превосходит K-стекло. Однако технология нанесения покрытия требует ис пользования дорогостоящего оборудования с системой магнетронного напыления.
За время отопительного сезона энергосберегающий эффект от оконной конструкции средних размеров, остеклённой стеклопакетами с I-стеклом в составе, эквивалентен сжиганию жидкого топлива (мазут, солярка) общей массой до 300 кг.
К недостаткам можно отнести то, что I-стёкла не являются стойкими к атмосферным воздействиям и поэтому используются только в стеклопакетах.
Применение энергосберегающих стеклопакетов помогает снизить затраты на отопление или кондиционирование помещений. Главным параметром, определяющим теплоизоляционные свойства, является коэффициент термического сопротивления R – величина, обратная коэффициенту теплопередачи.
Ниже приведены значения R для различных конструкций (м2∙К/Вт):
Рисунок 4.36. Однокамерный стеклопакет
с нанесением теплоизоляционного покрытия и заполнением межкамерного пространства аргоном
Применяемые в настоящее время в России окна можно условно разделить на три группы:
Деревянные окна выпускаются, в основном, двух видов:
Рисунок 4.37. Деревянные оконные блоки
Окна отличаются вы соким качеством изготовления и, как следствие, высокой ценой. Частично импортируется из Финляндии, Германии или Швеции. Древесина обрабатывается специальной защитной пропиткой от влаги, насекомых и воздействия солнца. В окнах весьма точная подгонка деталей, коробка и створки со временем почти не дают усадки.
Окна из ПВХ-профиля (рис. 4.38.) с различными видами стёкол и стеклопакетов имеют два и более специальных воздушных зазора, так называемых камер. [23].
В качестве светопропускающей части используются, как правило, одно камерные и двухкамерные стеклопакеты с применением энергосберегающих стекол (в основном, «К-стекло»). Для повышения сопротивления теплопе редаче пространство между стёклами в стеклопакете за полняется инертными газами, чаще всего аргоном.
Окна из трёхкамерного ПВХ-профиля имеют очень высокое сопротивление воздухопроницанию (до 9 м2∙ч∙Па/кг), что ограничивает их использова ние в жилых зданиях. Для решения этой проблемы фирмы-производители предлагают различные варианты (вентиляционные клапаны, специальное положение ручки, установку в верхней части оконных коробок или створок специаль ных вентиляционных плёнок с регулируемой системой для притока возду ха), однако они недостаточно проверены экспериментально.
Рисунок 4.38. Окна из ПВХ-профиля
Основными преимуществами таких окон являются простота монтажа, герметичности и возможность открытия створок в нескольких плоскостях.
Окна из алюминиевого профиля (в основном это трёхкамерный алюминиевый профиль с термопрокладками) имеют низкое сопротивление теплопередаче (0,35–0,42 м2 К/Вт), вследствие чего в холодное время года имеет место конденсация влаги на внутренних поверхностях профиля. Для достижения требуемого сопротивления теплопередаче необ ходим стеклопакет. Эти оконные блоки также характеризуются очень высоким сопротивле нием воздухопроницанию, что ограничивает их применение в зданиях с есте ственной вентиляцией (рис. 4.39.).
Преимуществами окон из алюминиевого профиля являются:
При любой конструкции окон площадь световых проемов должна быть минимально допустимой по нормам естественной освещенности. Оконные проемы должны обеспечивать све товой, тепловой и шумовой комфорт в помещениях и иметь достаточную воздухопроницаемость для работы естественной вентиляции.
При выборе того или иного конструктивного исполнения окон должны учитываться следующие факторы:
Рисунок 4.39. Окна из алюминиевого профиля
Профиль окна пассивного дома обязан соответствовать теплотехническим стандартам. Применяются, как правило, одна из двух концептуальных конструкций окон:
Применяется более герметичная конструкция примыкания окон к стенам, утепляются оконные проёмы. Стёкла обрабатываются особым образом – закаливаются во избежание теплового шока, покрываются диоксидной солнцеотражающей и энергосберегающей плёнкой. Иногда для дополнительной теплоизоляции на окнах устанавливают ставни, жалюзи или шторки.
Как правило, используются специальные двухкамерные стеклопакеты с коэффициентом теплопроводности (для окна в целом: профиль плюс оконное стекло) 0,77 Вт/(м∙К). Толщина и вес таких окон значительно превышают параметры стандартных. Профиль угловых окон также дополнительно утеплён на их стыке. Их герметичность обеспечивают специальные фартуки. В процессе строительства очень важно точное соединение всех элементов и материалов. Для получения максимальной герметичности применяют специальные ленты для склеивания кровельной плёнки, клеи и изоляционные оболочки, уплотнительные массы для мест прохождения труб сквозь стены пассивного дома.
Установка рольставен (роллет) позволяет увеличить тепловое сопротивление оконного блока на 20-30 % (термическое сопротивление роллетной конструкции 0,18-0,27 м2∙К/Вт). [18].
Самые большие окна направлены на юг (в северном полушарии) и приносят в среднем больше тепла, чем теряют.
В последние годы специалисты всего мира ведут борьбу за уменьшение теплопотерь в зданиях. Чтобы тепло не уходило через крышу, утепляют верхнее ограждающее перекрытие. Чтобы стены были теплосберегающими, разрабатывают стеновые строительные материалы с пустотами и микропустотами внутри. Пресекают утечку тепла через окна, монтируя в проемы металлопластиковые окна с утепляющими прокладками между створками и герметиком между рамой и стеклом. Однако неохваченной остается большая площадь стекол, которая, как известно, должна составлять 1/7–1/8, но не меньше 1/10 от площади комнаты. То есть, чем больше помещение, тем большие по размеру окна должны пропускать в нее свет. Именно стекла, контактирующие с морозом на улице, становятся ледяными, покрываются изморозью и наледями, пропуская холод в помещение.
Для снижения потерь тепла через остекление разработана инновационная технология по производству плёнок с нанесенным на них тончайшим слоем редкоземельных металлов (серебра и платины), благодаря чему снижается теплопропускающая способность защищённого ею стекла (рис. 4.40.). Такая теплозащитная плёнка для окон называется низкоэмиссионной за свою способность понижать эмиссию – передачу тепла.
Теплосберегающая плёнка для окон почти не влияет на светопропускную способность стекла, но способна препятствовать выходу из помещения тепловой энергии. Зимой энергосберегающая пленка сократит теплопотери через стёкла на 40-50 %. Соответственно, летом такая плёнка не пропускает тепло уже внутрь помещения, оберегая людей от жары и создавая комфортны условия проживания или работы. [31].
В сравнении с полной заменой окон можно отметить следующие преимущества оклейки стёкол низкоэмиссионной плёнкой:
Рисуноук 4.40. Теплосберегающая низкоэмиссионная плёнка
Теплосберегающая плёнка для окон – удобный и выгодный вариант утеплить помещение, не меняя деревянные рамы на современный пластик. Это не маловажно, потому, что пластик совсем не пропускает воздух, оконные рамы «не дышат» и это служит причиной запотевания стёкол и духоты в помещении, которую не преодолеть без кондиционера или постоянного проветривания.
Таким образом, сбережение экологичных деревянных рам способствует экологичности всего помещения.
Разумеется, кроме комфортного существования в помещении, где зимой станет теплее, а летом – прохладнее, оклейка стёкол низкоэмиссионной пленкой приносит и экономический эффект.
4.8.15. Водяной тёплый пол
Водяной теплый пол – это полноценная система отопления, альтернатива классической радиаторной системе отопления (вопреки бытующему обратному мнению). Система экономит от 20 до 50 % энергии.
Суть технологии водяного теплого пола сводится к монтажу между полом и напольным покрытием сети мини трубопроводов (контуров теплого пола), по которым циркулирует теплоноситель – нагретая вода (температура от 35 до 45 °С). [12]. Поэтому водяной тёплый пол называют еще «низкотемпературной системой отопления». Благодаря этому поверхность пола нагревается и отдаёт своё тепло окружающему воздуху (рис. 4.41.).
Рисунок 4.41. Водяной пол
Система водяного теплого пола обеспечивает равномерный обогрев всей площади помещения: без «горячих» и «холодных» (как у радиаторов) мест, без горизонтального перемещения воздуха и т.п. (рис. 4.42., 4.43.).
Рисунок 4.42. Обогрев пола
Мягкое и ровное тепло, отсутствие сквозняков и переноса пыли, уют и исключительный комфорт, оптимальное распределение температуры, экономичность – всё это позволяет считать теплый пол системой отопления близкой к идеальной.
Рисунок 4.43. Неравномерность распределения температур
при радиаторном отоплении
Равномерное распределения тепла, помимо комфорта, позволяет использовать более низкие температуры теплоносителя: в водяных теплых полах она составляет 30-50 °С (в радиаторе 75-95 °С), в зависимости от применяемых покрытий пола, типа укладки трубы, теплопотерь помещения и требуемой тепловой нагрузки.
Таким образом, являясь низкотемпературной обогревательной системой отопления, водяной теплый пол позволяет дополнительно сэкономить ресурсы на производство тепловой энергии и использовать альтернативные источники энергии, например, тепловые насосы и солнечные коллекторы, которые лучше всего работают с низкотемпературными системами.
По сравнению с традиционными радиаторами температура в помещении может быть снижена на 2 ºС (без изменения в ощущении тепла человеком), обеспечивает около 12 % сбережения потребляемой энергии.
Поскольку водяной теплый пол является системой, работающей на крайне низких температурах, уменьшаются также потери в подающем трубопроводе между источником тепла и потребителем.
Тёплый пол приобрёл широкую популярность ещё в 80-е годы ХХ века и является в настоящее время самой распространённой отопительной системой, обладающей многочисленными техническими и эксплуатационными преимуществами по сравнению с традиционными радиаторными системами.
4.9. Инновационные энергосберегающие технологии будущего
Потребление электроэнергии в настоящее время очень иррационально, и, если не найти способы улучшить эти показатели, то мы сами можем спровоцировать непоправимые последствия, которые приведут к глобальной экологической катастрофе. Технологии, которые появятся к 2050 г., должны быть рентабельными и удобными для пользователя, способными кардинально изменить наше будущее и спасти мир от техногенного краха. [10].
По оценкам специалистов, процессы отопления, вентиляции, кондиционирования и освещения зданий приводят к ежегодному выбросу в атмосферу более 100 млн. тонн парниковых газов (главным образом, углекислого газа СО2) – это прямой путь к загрязнению и глобальному потеплению.
Климатолог Лауреат Нобелевской Премии Дэн Кэммэн (Dan Kammen) провёл анализ инновационных технологий, которые способны изменить наши города и обеспечить нам более яркое будущее. Исследования проводились в двух направлениях:
Наряду с энергетическими, социальными и экологическими показателями определяющим критерием стал фактор снижения выбросов парниковых газов.
Примерно 65 % всей вырабатываемой электроэнергии потребляется зданиями (отопление и пр.). Современные здания чрезвычайно неэффективны, около 1/3 тепла утекает сквозь стены, окна и крышу. Для снижения тепловых потерь жилые и производственные здания должны быть коренным образом перепроектированы. Нас беспокоит глобальное потепление, а тем временем наши дома и офисы обогревают пространство снаружи почти так же как внутри. Если бы люди могли увидеть мир через призму инфракрасного излучения, то щепетильность во многих вопросах сильно возросла бы.
Рисунок 4.44. Тепловые потери современных зданий
В жёлтой-красной части (рис. 4.44.) – места наибольшей потери тепла. Такое впечатление, будто все эти здания охвачены пожаром. Одни только здания теряют 10-15 % мировой вырабатываемой энергии, что эквивалентно 4 млрд. баррелей нефти в год. Целые электростанции просто подогревают воздух – невероятное расточительство.
Технологические внедрения способны положить конец тепловым потерям в будущем. Далее будут рассмотрены четыре кардинально различные инновационные технологии энергосбережения зданий:
4.9.2. Аэрогель
Аэрогель – это один из самых удивительных теплоизоляционных материалов, известных науке. Он сохраняет тепло там, где ему и положено быть, внутри.
Есть одно место, где хорошая изоляция жизненно необходима – ледяные просторы космоса. Благодаря теплоизоляционным свойствам аэрогеля космические корабли выдерживают адский холод поверхности Марса.
Технический твёрдый аэрогель больше похож на игру света (рис. 4.45.). Люди воспринимают его как «замороженный дым», и в некотором смысле кажется, что он существует лишь мгновения. Это твёрдое вещество, с самой маленькой плотностью сред всех твёрдых веществ, известных на Земле. Зафиксированный рекорд плотности – 1,9 кг/м3. Ааэрогель на целых 99 % состоит из воздуха, он пропускает свет, но практически не пропусках тепло. Такое уникальное свойство рождается из его особенной структуры.
Аэрогель производится из желеобразного вещества – полужидкого, полутвёрдого – сухая субстанция цепочки диоксида кремния SiO2, окружённая спиртом. Чтобы высушить гель, спирт под высоким давлением заменяется жидкой углекислой кислотой СО2. При снижении давления жидкий диоксид углерода превращается в газ, который улетучивается, оставляя крошечные воздушные включения – в тысячу раз более тонкие, чем паутина. Они сразу же превращаются в соты зажатого воздухом тепла.
Рисунок 4.45. Технический твёрдый аэрогель
В 90-х годах НАСА провела испытания аэрогеля в самой экстремальной среде солнечной системы – на застывших просторах Марса. Температура на поверхности красной планеты может падать до минус 70 ºС, что недопустимо для чувствительного оборудования автоматических зондов. Марсианские исследовательские зонды, заключённые в аэрогель, проработали три холодных месяца и передали на Землю потрясающие фотографии.
Аэрогель – лучший из существующих изоляторов, но применение этого современного космического материала в обыденной жизни проблематично: это не только дорогостоящий, но и очень хрупкий материал. Одно нажатие – и аэрогель превращается в пыль, что не позволяет использовать его в какой бы то ни было отрасли промышленности.
Для придания аэрогелю прочностных свойств было найдено простое, но по-своему выдающееся решение – влажный гель покрывается полиэфирным волокном, которое служит остовом для материала, предавая ему прочность и удивительную гибкость. Конечной продукт обладает всеми теми же невероятными изолирующими свойствами аэрогеля, но стоит в разы дешевле материала, который летает на красную планету, что позволяет надеяться на его внедрение в строительную промышленность.
Аэрогелевый покров невероятно эффективен при изоляции стен и крыш. Однако 30 % тепловых потерь зданий происходит через окна. Следующий шаг – сделать аэрогель достаточно прозрачным и прочным, чтобы обеспечить теплоизоляцию окон.
Но пока такие высокотехнологичные окна слишком хрупкие. Стоит грузовику проехать мимо, и от вибрации они разлетятся вдребезги. Ещё одна из сложностей, связанных с аэрогелем, заключается в том, что сейчас он выпускается в виде волокон, поэтому он отнюдь не так удобен, как изоляционный материал, которым мы заделываем щели.
Учёные должны справиться и с этой проблемой, их успех может оказать существенное влияние на решение проблемы энергосбережения в будущем. Лет через 30-40, возможно, аэрогель будет в каждом здании, и станет так же распространён, как сегодня материалы вроде пластика.
Изоляция при помощи аэрогеля – футуристическая идея, но станет ли она лучшим оружием в борьбе с выбросами углекислого газа?
По данным Центра Альтернативных Технологий чудесный материал будущего снижает уровень выбросов на 29 %. Вполне возможно, что ему под силу снизить потери тепла в мегаполисе будущего.
4.9.3. Гибридное солнечное освещение
Это ещё одна технология, которая, возможно, будет способна пролить новый свет на жизнь города в будущем.
Днём и ночью здания поглощают энергию, по большей части, на искусственное освещение, затраты на которое эквивалентны такому количеству энергии, что производит в три раза больше углекислого газа, чем вся мировая авиация – освещение потребляет около 20 % мировой энергии.
Круглосуточно в офисах, фабриках, торговых пассажах включается электрическое освещение, в том числе и в дневное время, что является недопустимым расточительством. Основные причины неэффективности традиционных ламп накаливания в том, что они производят главным образом тепло. В действительности только 5 % мощности обычных лампочек преобразуются в свет, а остальные 95 % – потерянное тепло.
Современные коммерческие здания оснащены застеклёнными крышами, огромными окнами, но задёрнутыми шторами, закрывающими естественное освещение.
Возможно ли использовать солнечный свет для обеспечения естественного освещения в каждом тёмном уголке каждого здания всех мегаполисов? Солнечный свет, проникающий в окна – это вариант, но под неправильным углом он слепит, кроме того он не может проникать во внутренние помещения зданий.
Сконцентрировать солнечный свет и перенаправить лучи туда, где необходимо освещение, можно с помощью системы сферических зеркал, повёрнутых наиболее оптимальным образом. Солнечный коллектор – большое первичное зеркало предназначено для концентрации и передачи солнечных лучей на меньшее по размеру вторичное зеркало. Однако большинство зеркал производятся из стекла, а сферические очень дороги.
Ключ к решению – пластик. Пластиковые зеркала – дешёвая альтернатива, но проблема в том, что они плавятся. Задача – спроектировать солнечный коллектор, способный выдержать температуру 65 ºС, при этом он должен проработать не менее 20 лет, чтобы быть рентабельным.
В результате комбинации акриловых волокон с обычной пластмассой получается материал, который выдерживает высокие температуры – пластик, необходимый для изготовления солнечного коллектора.
Пластиковое зеркало стоит 100 $, в отличие от стеклянных аналогов, которые стоят 3500 $.
Пластиковое зеркало очень экономично концентрирует свет, но для эффективного функционирования оно должно быть весь день напролёт направлено к солнцу, то есть фокусироваться на движущейся цели.
Интеллектуальная часть этой технологии – следящая за солнцем система, которая потребляет энергии не больше, чем рождественская гирлянда, но невероятно точно определяет место нахождения солнца. GPS-модуль системы точно устанавливает своё местонахождения на планете в любое время суток. Используя эти данные, устройство вычисляет точный угол солнечных лучей и его высоту над горизонтом. Целый день небольшой двигатель удерживает тарелку на одном курсе с солнцем, всегда указывая непосредственно на него и собирая максимальное количество солнечного света.
Получив средство для концентрации света, нужно найти способ направить свет в глубину здания. Существует проверенная технология волоконной оптики, но пластиковое оптическое волокно плавится. Революционная концепция заключалась в избирательном накоплении света – нужны безвредные для пластика лучи. Система концентрирует видимый свет, а инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, приводящее к нагреванию и выцветанию, способное расплавить пластик отфильтровывается.
Оптическое волокно, которое используется в системе гибридного солнечного освещения, чрезвычайно гибкое, дёшево стоит и изготовлено из чистого акрила с последующим тефлоновым покрытием, что позволяет свету эффективно перемещаться по оптоволоконному кабелю от крупного искусственного источника к отдельным светильникам внутри помещения. По энергозатратам два таких маленьких оптоволоконных световых кабеля примерно эквивалентны лампочке в 60 Вт.
А что если солнце закрыто тучами? В системе используются фотосенсоры для отслеживания яркости внутри помещения, поэтому, по мере того как естественное освещение усиливается или ослабевает, искусственное автоматически уменьшается или увеличивается.
Эта новая технология называется гибридным солнечным освещением. Экономия энергии при использовании системы ГСО свыше 80 %.
Но важно отметить ещё более важный побочный эффект, касающийся здоровья человека, что несоизмеримо ни с какими экономическими показателями. Эксперимент, поставленный в одной из школ Лас Вегаса, однозначно доказал, что замена искусственного света на систему естественного освещения помогает сосредотачиваться на занятиях ученикам, страдающим дефицитом внимания (рис.4.46.).
Рисунок 4.46. Лабораторный прототип гибридной солнечной установки
Возможности гибридного солнечного освещения безграничны. Солнце может проникнуть в места, где обычно царит мрак. Представьте себе подвалы, автомобильные тоннели и станции метро, залитые натуральным солнечным светом.
Гибридное солнечное освещение очень привлекательная идея, позволяющая использовать природный свет, простая в использовании и обеспечивающая высококачественное освещение, но энергосбережение не слишком значительное. Статистические данные счётчика углекислого газа показывают, что сама по себе система ГСО уменьшила бы выбросы СО2 крупного мегаполиса всего на 4 %.
4.9.4. Живая зелёная крыша
Современные города – это бетонные джунгли с асфальтовыми дорогами и бетонными зданиями, поглощающими тепло окружающей среды и обладающие собственным тепловым эффектом, который способствуют повышению температуры на планете. По оценкам специалистов, если не предпринять должных мер, к 2050 г. температура воздуха в крупных мегаполисах увеличится в среднем на 4 ºС.
Усугубляет положение эффект теплового купола над городами – одного из самых опасных явлений, вставших перед человечеством сегодня (рис.4.47.). Огромное пространство рукотворных строений в городах поглощает солнечное тепло и отдаёт его обратно в атмосферу. Узкие улицы и многоэтажки удерживают горячий воздух. Наши здания – гигантские радиаторы, поэтому температура в городах превышает температуру в окрестных сельских местностях на 10 и более градусов.
Рисунок 4.47. Эффект теплового купола
Почему за городом прохладнее? Когда солнечный свет попадает на растения, они потеют, выделяя испарения, как люди. Процесс выпаривания рассеивает огромное количество тепла от солнечного света, способствуя при этом охлаждению воздуха. Значит, засеянные поля всегда будут холоднее, чем городские кварталы из бетона.
Учёные Калифорнийской Академии Наук создали самую большую зелёную крышу в мире, предназначенную для борьбы с эффектом теплового купола в Сан-Франциско. Идея заключается в воспроизведении естественного цикла охлаждения пригородов в самом центре мегаполиса. Огромная крыша площадью больше гектара копирует 7 холмов Сан-Франциско (рис.4.48.).
Рисунок 4.48. Живая зелёная крыша Калифорнийской Академии Наук
Естественно, при осуществлении такого амбициозного проекта возникли дополнительные проблемы.
Во-первых, как удержать почву массой 1300 тонн на покатой крыше, расположенной под углом 60º ? Для этой цели были спроектированы специальные биологические поддоны. В качестве материала использовался один из самых крепких и универсальных материалов, известных человеку, кокосовая мочалка. Такие поддоны пропускает дождевую воду, позволяют корням переплетаться, при этом они достаточно прочны, чтобы удерживать почву и растения.
Во-вторых, как сделать так, чтобы здание не рухнуло под живой крышей весом в 1300 тонн? Решение выглядит следующим образом: первый слой – перекрытие крыши, потом слой полипропилена, слой изоляционного материала, снова полипропилен для защиты изоляции. Такая сложная многослойная система защищает здание.
В-третьих, чтобы выжить, растениям кроме света и тепла, предоставляемого солнцем, нужна влага. Зелёная крыша должна быть автономной, т.е. не требовать затрат на орошение. Простое, но эффективное решение – слой сот, собирающих все до единой капли дождевой воды. Здесь будет оседать избыток воды, доступной растениям. Еще один слой полипропилена предотвращает какое-либо попадание влаги в крышу.
Наконец, идея создания так называемых биоподдонов, специально разработанных под этот проект, заключается в следующем: падая с небес, дождевая вода подбирает незваного гостя – загрязнение в форме нитратов и фосфористых частиц. Большая часть этих токсичных веществ попадает на крыши, но в течение нескольких часов они просачиваются в подземные воды. В почве содержатся бактерии, которые перерабатывают токсичные вещества в питательные для растений. Зеленые крыши впитывают до 98 % дождевой воды.
Учёные отслеживают температуру воздуха на живой крыше, чтобы оценить её воздействие на эффект теплового купола. Результаты поражают: при средней дневной температуре 18 ºC температура на нормальной крыше подскакивает до 32 ºC, а на зелёной падает до 15 ºС. И всё это благодаря испарениям от растений.
Зелёные крыши – не новинка. Однако на обычной живой крыше жарко, очень сухо, нигде не увидишь ни насекомого, ни птички. Создание живой зелёной крыши кардинально преобразило всю крышу в лучшую сторону.
Огромные зеленые крыши могли бы существенно изменить температуру в городах и преобразовать горизонты. Засеяв лишь половину крыш мегаполиса, можно было бы получить ощутимый эффект, вплоть до снижения температуры на 7 ºС.
Правда, эффект снижения выбросов СО2 не велик – всего 4 %. Столько же, что и при использовании технологии смешанного солнечного освещения, но с существенным отставанием от аэрогеля.
4.9.5. Нано-фотогальванические элементы
Современные здания – конечные потребители, получающие энергию от электростанций. Необходимо в корне пересмотреть эту ситуацию и понять могут ли здания сами стать электростанциями? Идеальным решением для 2050 г. стал бы город, самостоятельно снабжающий себя энергией, город без электростанций, без потребности в ископаемом топливе, без выброса углекислого газа, без глобального потепления. Научная фантастика или реалистичный взгляд? Ответом может стать освоение самого мощного источника энергии нашей Вселенной – Солнца.
Одна из самых серьёзных проблем настоящего времени – необходимость уменьшить нашу зависимость от ископаемых видов топлива. Существует большое количество возобновляемых источников энергии, но Солнце стоит особняком – за один час Земля получает от Солнца достаточно энергии, чтобы обеспечить нашу планету на целый год. Технология освоения солнечной энергии не нова – несколько поколений боролись за возможность её эффективного использования.
Город Фрайбург (Германия) стал центром развития гелиотехнологий, в особенности фотогальванических элементов, а Фрайбургский Институт солнечной энергии – один из ведущих в этом направлении. Солнечные панели установлены повсюду: от футбольного стадиона до целого квартала домов (Quartier Vauban), функционирующих как мини-электростанции. Все 58 домов этого района и граничащее с ним офисное здание построены в рамках новой концепции «активного дома», то есть они производят больше энергии, чем потребляют. Еженедельник Wirtschaftswoche назвал его «самым энергетически современным поселком Европы» (рис. 4.49.).
Рисунок 4.49. «Солнечный город» Фрайбург
Главной экологической новинкой стал «вращающийся зелёный дом» «Гелиотроп», признанный специалистами одним из самых экологичных домов в мире (рис. 4.50.). Мало того, что дом этот стоит всего лишь на одной «ножке», он ещё и медленно поворачивается вслед за солнцем. Таким образом, огромные солнечные батареи на крыше дома воспринимают максимум энергии.
Рисунок 4.50. «Вращающийся зелёный дом» «Гелиотроп»
Фрейбург – невероятно успешный экологический эксперимент, доказывающий, что использование солнечной энергии возможно, однако непомерно высокая цена сдерживает повсеместное внедрение гелиотехнологий.
Большинство фотогальванических элементов состоит из двух слоев силикона, проложенных между металлическими полосками. Ультрачистый промышленный силикон – дорогостоящий материал, стоимостью до 450 $ за кг. Высокая первоначальная стоимость установки силиконовых солнечных батарей мешает распространению этой технологии.
Современные нанотехнологии позволяют использовать абсолютно иные материалы (гораздо более дешевые, чем силикон) для производства солнечных элементов. Один из самых изобилующих и дешёвых материалов во вселенной – углерод. Для производства фотогальванических элементов используется особый тип углерода под названием фуллерен – вещество, находящееся на передовой новой науки «нанотехнологии» – науки всего маленького.
Термином «фуллерены» называют замкнутые молекулы углерода типа С60, С70, С76, С84, в которых все атомы находятся на сферической или сфероидальной поверхности. В этих молекулах атомы углерода расположены в вершинах правильных шестиугольников или пятиугольников, которые покрывают поверхность сферы или сфероида. Центральное место среди фуллеренов занимает молекула С60, которая характеризуется наибольшей симметрией и как следствие наибольшей стабильностью. Любопытно, что по своей форме молекула С60 напоминает футбольный мяч, который также имеет форму Архимедового усеченного икосаэдра (рис. 4.51.). [26].
Рисунок 4.51. Фуллерен
Наномасштаб очень специфичен для материалов, поэтому, когда добираешься до такого крошеного размера, свойства материалов изменяются. Толщина человеческого волоса 10000 нанометров, толщина ДНК всего 2 нанометра. Работа с такими масштабами вызывает серьёзные осложнения.
Эффективность традиционных силиконовых батарей около 15 %, а нано-фотогальванические элементы улавливают только 6 % попадающей на них энергии. Для повышения эффективности планируется использовать одно из уникальных свойств фуллирена – изменение размера его частиц вызывает изменение цвета. Цвет материала указывает, насколько хорошо он поглощает свет, который в фотогальваническом элементе преобразуется в электричество. Солнечные батареи на основе наноматериалов могут питать определённые устройства, например, часы или калькуляторы, или даже мобильные телефоны, потому что уже обладают 5–6 % эффективностью. Но чтобы добиться достаточной эффективности для питания целого здания, необходимо улучшить этот показатель в 2–3 раза. К 2050 г. учёные планируют повысить КПД нано-фотогальванических элементов до 20 %.
Поистине революционная технология. В отличие от своих силиконовых предшественников нано-фотогальванические элементы более легкие и более гибкие. Благодаря тому, что новое поколение солнечных батарей гораздо меньше по размеру, возможности их применения буквально безграничны. Их можно будет применять в автомобилях, одежде и даже красках. Строения будущего, покрытые нано-фотогальваническими красками любого цвета (по нашему выбору) смогут поставлять энергию в наши дома.
Снижения выбросов углекислого газа в результате внедрения нано-фотогальванических элементов оценивается в 51 %, что делает эту идею весьма перспективным направлением в решении проблемы энергосбережения в будущем.
Контрольные вопросы
Литература
РАЗДЕЛ 5
СИСТЕМЫ И УЗЛЫ УЧЕТА РАСХОДА ЭНЕРГОРЕСУРСОВ
5.1. Общие положения
Требования к экономии и рациональному использованию тепловой энергии, расходу жидкого и газообразного топлива сегодня в России воз ведены в ранг государственной политики.
В этой связи одной из важнейших в области энергосбережения стала проблема создания надежных, с требуемой точностью, средств измерений. Актуальной остается проблема создания приборов, достаточно простых в эксплуатации и по ценам, доступным основной массе российских потребителей.
Сегодня российский рынок средств измерений наполнен большим количеством измерительных приборов, выпускаемых как зарубежными фирмами, так и отечественными предприятиями, но, к сожалению, имеющих в отдельных случаях сомнительные показатели качества, которые требуют проверки.
Для защиты прав потребителей от некачественной продукции в Рос сии введена обязательная сертификация. Разрешительными органами про водятся испытания каждого типа приборов независимо от места выпуска и предназначения. В случае положительных результатов испытаний выдает ся сертификат утверждения типа средства измерения, который является документом, разрешающим применение данного средства измерения в России. Его назначение, основные технические и эксплуатационные характеристики приведены в обязательном приложении к сертификату.
Каждым потребителем (это может быть предприятие или объект коммунального хозяйства, это может быть квартиросъемщик или хозяин дома и т.д.) сегодня ставятся вопросы: нужен ли прибор, который бы учи тывал расход энергоресурсов, какие средства измерения выпускаются, ка ковы их технические характеристики, надежность, во что обойдется установка прибора, эксплуатация, имеется ли сервисное обслуживание и кто его осуществляет, даст ли установка приборов экономическую выгоду? Следует также отметить, что в последнее время наблюдается рост расхода энергоресурсов, вызванный приростом объемов валового внутреннего продукта.
При использовании какого-либо метода измерения расхода среды необходимо связать скорость среды с определенными физическими характеристиками среды, которые имеют однозначную зависимость от ее скорости и которые могут быть измерены приборами. Широко применяемыми для измерения расхода различных сред являются следующие методы:
В числе методов, пригодных для измерения расхода главным обра зом жидкостей, используются:
Следует учитывать, что подтверждение показателей энергетической эффективности проводят на различных стадиях жизненного цикла продукции. Оно включает в себя в общем случае операции по определению потребления (потерь) энергии при разработке и изготовлении изделий; по контролю экономичности энерго потребления изготовляемых, изготовленных, модернизированных и отремонтированных изделий; оценке экономичности энергопотребления изделий при эксплуатации; проверке соответствия показателей энергетиче ской эффективности нормативным требованиям независимыми организа циями, в том числе при сертификации.
Объектами подтверждения показателей энергетической эффективно сти являются все изделия, при использования которых по назначению применяется топливо или различного вида энергия [2] .
5.2. Общие вопросы учета энергоресурсов
При учете энергоресурсов важно осуществить рациональный выбор оборудования и приборов, обеспечивающих учет энергоресурсов. Из всего комплекса параметров, измеряемых при учете энергоресурсов, наиболее значимым является расход среды. Расходомеры характеризуются набором технических, метрологических и эксплуатационных характеристик. К чис лу технических характеристик можно отнести следующие :
К числу метрологических характеристик относятся:
К числу эксплуатационных характеристик относятся:
Использование для учета энергоресурсов конкретных приборов или систем требует определенных эксплуатационных затрат. В то же время при организации учета энергоресурсов, особенно в условиях коммерческого учета, существенное значение имеет оценка возможных потерь, обуслов ленных определенной неточностью измерения расхода энергоресурсов, и возможных потерь, обусловленных потерей работоспособности оборудо вания узла учета тепловой энергии.
Потеря дав ления среды на измерительном участке и в первичном преобразователе вы зывает дополнительные затраты мощности нагнетателя (насоса, компрес сора и других устройств). Затраты, связанные с поверкой средств измере ний, рассчитаем средними за десятилетний период эксплуатации, посколь ку межповерочный интервал колеблется от одного года до 5 - 10 лет.
В целом при практическом выборе и использовании систем и узлов учета энергоресурсов кроме стоимостных следует учитывать и ряд других критериев, которые целесообразно принимать к рассмотрению и выделять в зависимости от конкретных условий эксплуатации: организационные, нормативные, эксплуатационные (для определенной системы теплоснабжения), технические, метрологические, интерфейсные, эксплуатационные (с точки зрения обслуживания оборудования), адаптационные.
5.3. Использование средств учета и регулирования расхода энергоресурсов в жилищно-коммунальном хозяйстве
Проблемы и масштабы энергетических затрат в жилищно-коммунальном хозяйстве широко известны. Одна из особенностей здесь - условия конкретного региона (субъекта федерации, крупного населенного пункта и т.д.). Эти особенности могут заметно влиять на выбор конкрет ных узлов учета расхода энергоресурсов, масштабы их использования для поквартирного учета, порядок согласования их установки и правил обслу живания и многое другое.
Анализ данных за 1998 - 2001 гг. по использованию в г. Екатеринбурге и в целом в Свердловской области приборов учета расхо да тепла на отопление и горячее водоснабжение (без осуществления каких-либо работ по экономии энергии) показал, что предъявленный и оплачи ваемый расход тепла по жилому фонду превышает фактический на 25 -30 %. Например, фактический расход горячей воды по областным учреж дениям здравоохранения оказался в 2 - 3 раза меньше предъявляемого к оплате. Надо учитывать и то, что уменьшение оплачиваемого количества горячей и холодной воды сокращает также затраты на канализацию стоков. По оценке организаций, устанавливающих теплосчетчики, затраты на их установку возмещаются за период от двух до шести месяцев. Однако наря ду с примерами существенного снижения платы за тепло и воду можно привести примеры, когда платежи не снижаются или снижаются в гораздо более скромных размерах. Все зависит от того, насколько успешно удается энергоснабжающей организации списывать на потребителя свои утечки и потери [2].
Таким образом, установка теплосчетчиков целесообразна по сле дующим причинам:
Технические решения по методике установке приборов коммерческого учета тепловой энергии, холодной и горячей воды, электроэнергии в жилых, общественных зданиях и у индивидуальных потребителей изложена в [3].
Функциональная номенклатура приборов, необходимых для реали зации приборного учета тепла и теплоносителей, включает в себя расходо меры пара, счетчики воды (горячей и холодной), счетчики пара, теплосчет чики, вычислители, распределители затрат тепла, датчики температуры, манометры, дифманометры.
Кроме того, для выполнения функций регистрации учитываемых па раметров во времени в ряде случаев могут оказаться необходимыми тай меры и принтеры.
Ключевую роль в этой номенклатуре играют приборы измерения расхода теплоносителей и количества тепла. В первичных преобразовате лях этих приборов используются разнообразные методы измерения. В на стоящее время выпускаются приборы измерения расхода и количества (счетчики) теплоносителей, основанные на методе переменного перепада (дифманометрические) с сужающими устройствами разного типа и с ин тегрирующими трубками. Широко применяются тахометрические приборы с преобразователями крыльчатого и турбинного типа. Все большее приме нение находят электромагнитные преобразователи расхода с полем возбу ждения, охватывающим канал, и с преобразователями локального типа; ультразвуковые с времяимпульсными, доплеровскими и корреляционными преобразователями; вихревые с различными способами съема пульсации. В последнее время начинают применяться для этой цели кориолисовые преобразователи с прямыми и изогнутыми мерными участками труб, а также приборы, использующие струйные генераторные преобразователи.
Решение проблемы приборного обеспечения энергосбережения на чинается с выбора номенклатуры приборов учета. При этом необходимо для каждого конкретного случая выбрать оптимальный метод измерения и тип прибора.
Выбирая метод измерения расхода, необходимо учесть:
Большое разнообразие приборов, рекомендованных к применению для коммерческого учета (счетчиков-расходомеров - около 100, тепло счетчиков - более 90 и более 20 вычислителей), также осложняет выбор конкретного типа.
Выбирая конкретный тип прибора, следует учесть:
Коммерческими, т.е. принятыми для расчетов между поставщиком (продавцом) и покупателем (потребителем тепла и воды), признаются при боры, удовлетворяющие следующим требованиям:
Надо отметить, что оборудование, используемое для коммерческого учета энергоносителей, должно иметь сертификат Фе дерального агентства по техническому регулированию и метрологии (должно быть внесено в Госреестр средств измерений РФ).
5.3.1. Приборы учета холодной и горячей воды
Для коммерческого учета холодной и горячей воды, как правило, применяются счетчики воды с механическим принципом действия. Чувст вительным элементом этих приборов является роторное устройство, рас положенное в потоке воды, протекающей через прибор. Крутящий момент, создаваемый потоком воды, посредством магнитных полумуфт от турбинки (крыльчатки) передается на счетный механизм, снабженный роликовым и стрелочными индикаторами. Счетчики выпускаются на диаметры услов ного прохода от 15 до 250 мм.
Рисунок 5.1. Тахометрический (турбинный) расходомер
Для долгосрочной и надежной работы дан ных счетчиков необходима установка перед ними механических и магнитомеханических фильтров. К достоинствам следует отнести низкую стоимость, не требуется электропитание, широкий диапазон измерений. А к недостаткам – гидравлическое сопротивление, надежность, погрешность измерений.
Рисунок 5.2 . Тахометрический (крыльчатый) расходомер
Кроме описанных типов для учета расхода воды могут быть исполь зованы расходомеры-счетчики воды других принципов действия: электро магнитные, вихревые, ультразвуковые, корреляционные. Принцип дейст вия электромагнитного счетчика, например типа ИПРЭ-3, основан на том, что при прохождении электропроводной жидкости через магнитное поле в ней, как в движущемся проводнике, наводится электродвижущая сила, пропорциональная средней скорости потока (расхода жидкости).
Рисунок 5.3. Индукционные расходомеры
В основу работы ультразвуковых счетчиков заложен импульсный метод измерений. Счетчики являются реверсивными по направлению потока. Обработка измеряемой информации осуществляется микропроцессором. Расходомеры-счетчики этих типов для трубопроводов с диаметром от 10 до 400 мм имеют более высокую стоимость, но обладают рядом преимуществ:
Рисунок 5.4. Виды ультразвуковых расходомеров
5.3.2. Приборы учета тепловой энергии
Наверное, не следует обсуждать актуальность проблемы эффектив ного использования тепловой энергии. Необходимо акцентировать внима ние на той роли, которую играют в решении данной проблемы приборы коммерческого учета. Предоставляемая ими информация является основа нием для финансовых расчетов между поставщиком и потребителем энер гии, стимулируя как того, так и другого к проведению мероприятий по энергосбережению. Существующий спрос на подобные приборы определя ет и предложение: на рынке представлен весьма широкий диапазон средств учета, различных как по функциям и возможностям, так и по цене.
Нормативно-правовой основой учета являются «Правила учета тепловой энергии и теплоносителя», утвержденные Минтопэнерго РФ 12 сентября 1995 г. [1]. В настоящее время ведется работа над новой редакцией данного документа.
Учет тепловой энергии осуществляется путем измерения ряда пара метров теплоносителя и вычисления на основе измерений количества от пускаемой или потребляемой энергии. Прибор или комплект приборов, выполняющий названные функции, называется счетчиком тепловой энер гии. Как правило, в его состав входят первичные измерительные преобразователи и тепловычислитель. Последний способен рассчитывать количество теплоты на основе входной информации о физических параметрах (масса, температура и давление теплоносителя), которую ему предостав ляют первичные преобразователи в виде электрических величин.
Необходимость применения для учета тепловой энергии именно ком плектов приборов, а также многообразие представленных на рынке вычис лителей, расходомеров и т.п. могут создать определенные трудности при выборе потребителем необходимого ему оборудования. Выбор должен быть основан на следующих критериях: метрологических характеристиках, качестве изготовления, надежности работы, удобстве эксплуатации и об служивания, сервисных возможностях, соотношении «цена/качество».
Рисунок 5.5. Теплосчетчик (комплект)
Выбор приборов для учета потребляемой тепловой энергии.
Потребитель с тепловой нагрузкой до 0,1 Гкал/ч. Для такого типа потребителей наиболее подходят счетчики, состоящие из механических (крыльчатых или турбинных) расходомеров, малогабаритных вычислите лей и платиновых термометров. К таким приборам можно отнести Мегатрон («Теплоизмеритель», Россия), СПТ961К («Логика», Россия), СТЗ («Тепловодомер», Россия); Picocal (Дания).
Потребитель с тепловой нагрузкой от 0,1 до 0,5 Гкал/ч. Для этих потребителей, по нашему опыту и в соответствии с действующими Прави лами, наиболее подходят теплосчетчики, состоящие из турбинных или электромагнитных расходомеров, вычислителей и платиновых термомет ров. К таким теплосчетчикам можно отнести СПТ941К и СПТ961К («Ло гика», Санкт-Петербург), ТС-03М (Арзамасский ПЗ), ТСТ-1 («Маяк», Озерск).
Достоинствами этих теплосчетчиков являются высокая надежность, наличие часовых, суточных и месячных архивов, вывод на принтер или компьютер отчетных данных, возможность построения различных схем учета.
Потребители с тепловой нагрузкой более 0,5 Гкал/ч. Для этих потребителей могут быть рекомендованы помимо вышеупоминавшихся счетчиков СПТ961К и ТСТ-1 такие приборы, как Таран Т («Флоу-спектр», Об нинск), ТС-06-6 (Арзамасский ПЗ), Multical III UF («Тепловодомер», Мы тищи), которые построены на базе электромагнитных и ультразвуковых расходомеров. В качестве ультразвуковых расходомеров можно рекомен довать приборы UFM001 и ДРК-С, обладающие высокими техническими характеристиками и показателями надежности. Эти расходомеры могут использоваться на трубопроводах диаметрами условного прохода от 50 до 4000 мм. Обязательным условием при установке расходомеров UFM001 является наличие прямого участка трубопровода большой длины перед расходомером.
При необходимости в составе оборудования узла учета могут быть использованы датчики давления теплоносителя. Указанные типы счетчи ков имеют большие возможности:
Кроме того, в узлах учета тепловой энергии используются теплоконтроллеры «ТЕКОН» («Крейт», Екатеринбург), которые способны, в зави симости от исполнения, обслуживать от 4 до 15 объектов. Все типы указанных счетчиков имеют свои особенности, которые необходимо учиты вать при выборе.
5.3.3. Приборы для учета отпускаемой тепловой энергии
Согласно действующим Правилам учета, у поставщика тепла необ ходимо производить измерение и регистрацию расхода, температуры и давления теплоносителя. Как правило, отпуск тепловой энергии осуществляется по трубопроводам большого диаметра, поэтому здесь можно реко мендовать к применению счетчики, построенные на базе ультразвуковых расходомеров или сужающих устройств с датчиками перепада давления. При измерении расхода по методу переменного перепада к тепловычислителю (например, СПТ961 К) может быть подключено до трех датчиков пе репада давления для расширения диапазона измерения.
5.3.4. Приборы регулирования для систем отопления и горячего водоснабжения
В настоящее время для широкого круга потребителей все более акту альной становится задача контроля и регулирования параметров энерго снабжения, грамотное решение которой дает возможность оптимизировать потребление энергии, а также существенно сократить платежи за пользо вание источниками энергии. До недавнего времени для решения этих задач использовалось зарубежное оборудование, которое сейчас стало практиче ски недоступно.
Регуляторы для систем отопления и ГВС подразделяются на два ос новных типа: регуляторы прямого действия и регуляторы электронные. Ре гуляторы прямого действия служат для поддержания постоянного значе ния одного параметра, например расхода воды, температуры воды, давле ния или перепада давлений воды. Электронные регуляторы предназначены для реализации более сложных задач и выполнения сразу нескольких функций, например поддержания заданного режима теплоснабжения объ екта в зависимости от температуры наружного воздуха. Кроме того, эти приборы выполняют обычно следующие функции;
На рынке большинства регионов представлены следующие типы данного оборудования:
Радиаторные термостаты
Радиаторный термостат - простой и надежный прибор для автомати ческого поддержания комфортной температуры воздуха в помещении. Термостат устанавливается в системе отопления здания перед отопитель ным прибором любого типа на трубе, подающей в него горячую воду. Термостат позволяет избежать перегрева помещений в переходный период года. Температура в помещении поддерживается путем изменения расхода воды через отопительный прибор. Изменение расхода воды происходит за счет перемещения штока клапана сильфоном, автоматически изменяющим свой объем даже при незначительном изменении температуры окружаю щего воздуха. Удлинению сильфона при изменении температуры противо действует пружина, усилие которой регулируется поворотом настроечной рукоятки. Термостаты позволяют сэкономить в среднем 20 % тепла на ото пление за счет компенсации тепловыделений от солнечных лучей, людей, электробытовых устройств, обеспечивая комфортную температуру возду ха. Радиаторные термостаты освоены большим количеством фирм, наи больший интерес здесь представляет продукция отечественных производи телей - ЗАО «Тепловодомер» (Мытищи) и ЗАО «Данфосс» (Москва).
В соответствии с «Правилами учета газа» [4,5] потребление газа промышленными, транспортными, сельскохозяйственными, коммунально-бытовыми и иными организациями без использования приборов учета не допускается. Учет количества газа, отпускаемого поставщиком газораспределительной организации или потребителю газа (при прямых поставках), должен осуществляться по узлам учета поставщика или потребителя газа, установленным в соответствии с требованиями действующих норм и настоящих Правил. Средства измерений, входящие в комплект узлов учета газа, должны иметь сертификат Госстандарта России об утверждении типа и проверены в органах Государственной метрологической службы.
Рисунок 5.6. Радиаторный термостат
5.4. Учет природного газа
На каждом узле учета с помощью средств измерений должны определяться:
Пределы измерений узла учета должны обеспечивать измерение расхода и количества во всем диапазоне расхода газа, причем минимальная граница измерения расхода должна определяться исходя из предельно допустимой погрешности измерений расхода.
Для измерения объема природного газа без приведения к нормаль ным условиям используются бытовые и промышленные счетчики газа. Бы товые счетчики газа применяются для измерения расхода газа низкого дав ления (до 3,5 кПа). Промышленные счетчики газа используются для изме рения расхода газа высокого давления (до 1,6 или 7,5 МПа).
При организации учета газа с приведением его параметров к нор мальным условиям применяются узлы учета, в состав которых входят рас ходомер или расходомерный узел, преобразователи температуры и давле ния, вычислитель-корректор. Для определения расхода газа могут приме няться расходомеры (турбинные, вихревые и др.) или расходомерные узлы, основанные на методе переменного перепада. Для расширения диапазона измерения в таких узлах используют параллельное подключение к одному сужающему устройству двух–трех преобразователей перепада давления.
Основные типы приборов на нашем рынке:
Оборудование необходимо выбирать исходя из его характеристик и возможности применения в том или ином случае.
Рисунок 5.7. Газорегуляторный пункт
5.5. Приборы учета электрической энергии
Для учета электрической энергии используются счетчики, которые подразделяются на следующие типы: индукционные и электронные; одно фазные и трехфазные; однотарифные и двухтарифные; для учета активной и реактивной энергии; с одним и двумя направлениями учета; без выход ного сигнала и с выходным импульсным сигналом. Для организации двух-тарифного учета электроэнергии применяются устройства переключения тарифов. Некоторые типы счетчиков, представленные на нашем рынке:
На рынке России существует довольно обширный выбор оборудования, предназначенного для учета всех видов энергоносителей. Оборудование имеет различные технические и эксплуатационные характеристики и разную стоимость. Сложнее обстоит дело с регуляторами. Здесь нет еще такого большого вы бора приборов и, следовательно, вариантов построения систем. Но работа в этом направлении ведется, и можно надеяться, что в ближайшее время этот тип оборудования будет надлежащим образом представлен. Это даст потребителю дополнительные возможности в реализации мероприятий энергосберегающего характера и приведет к повышению энергоэффектив ности объектов.
5.6. Системы учета энергоресурсов
Современные технологии получения, сбора и обработки информации позволяют реализовать учет энергоресурсов практически в режиме реаль ного времени. Измерительные системы, обеспечивающие сбор, обра ботку, хранение и передачу информации о потреблении или производстве энергоресурсов, получили название АСКУЭ - автоматизированные систе мы контроля и учета энергоресурсов.
Структурно АСКУЭ состоят, как правило, из трех подсистем (рис. 5.8):
Рисунок 5.8. Структура АСКУЭ
В качестве примера возможностей автоматизированных систем управления энергоресурсами приведем краткое описание АСКУЭ, разра ботанной научно-производственной фирмой «ПРОСОФТ-Е» (инженерная компания «ПРОСОФТ-СИСТЕМС») на базе программно-технического комплекса «ЭКОМ». ПТК «ЭКОМ» внесен в Госреестр средств измерений под № 19542-00.
ПТК «ЭКОМ» обеспечивает:
На базе ПТК «ЭКОМ» реализуются сертифицированные системы коммерческого учета электроэнергии и мощности, позволяющие выйти на оптовый рынок, а также системы, осуществляющие управление всеми ви дами энергоресурсов предприятия, - от компактных систем учета парамет ров производства и потребления тепловой и электрической энергии ко тельной до распределенных систем крупных производств, холдингов и ас социаций [2].
Контрольные вопросы
Литература
РАЗДЕЛ 6
ОСНОВЫ ЭНЕРГОАУДИТА ОБЪЕКТОВ.
ЭНЕРГЕТИСЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРЕДПРИЯТИЯ
6.1. Энергетическое обследование (энергоаудит)
6.1.1. Общие положения
Важнейшим приоритетным направлением энергетической политики России является рациональное использование и экономия энергии (энергосбережение – как наиболее часто называют этот процесс в России). В основе этого понимания лежат следующие причины:
Вполне естественно, что в современных условиях энергосбережение становится одним из важнейших факторов экономического роста и социального развития, позволяя, при тех же уровнях энергообеспечения национального хозяйства, направлять высвобождающиеся значительные ресурсы на другие цели – рост производительности труда и доходов населения, развитие социальной инфраструктуры, увеличение производства товаров и услуг и т.п.
Выбор основных направлений деятельности в области энергосбережения, а также разработка и внедрение энергосберегающих мероприятий (программы энергосбережения) для любого промышленного предприятия возможны только на основе анализа фактического состояния эффективности использования топливно-энергетических ресурсов, определения потенциала энергосбережения с учетом условий функционирования основных технологических объектов. Такие данные можно получить различными способами, однако наиболее полными и объективными являются результаты, полученные в ходе проведения энергетических обследований (энергоаудитов) предприятий.
Энергетические обследования проводятся в соответствии с Федеральным Законом РФ от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», а также рядом Постановлений Правительства РФ – Постановление Правительства РФ от 31 декабря 2009 г. № 1220 «Об определении применяемых при установлении долгосрочных тарифов показателей надежности и качества поставляемых товаров и оказываемых услуг», Постановление Правительства РФ от 31 декабря 2009 г. №1221 «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности товаров, работ, услуг, размещение заказов на которые осуществляется для государственных или муниципальных нужд», Постановление Правительства РФ от 31 декабря 2009 г. № 1225 «О требованиях к региональным и муниципальным программам в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности», Указа Президента РФ от 04.06.2008 г. № 889 «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики» от 04.06.2008 г., Распоряжение Правительства РФ от 27 февраля 2010 г. N 2446-р “О государственной программе “Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года”, Приказ Министерства энергетики РФ от 19 апреля 2010 N 182 “Об утверждении требований к энергетическому паспорту, составленному по результатам обязательного энергетического обследования, и энергетическому паспорту, составленному на основании проектной документации, и правил направления копии энергетического паспорта, составленного по результатам обязательного энергетического обследования”.
Согласно этим документам проведение энергетического обследования является обязательным для следующих лиц:
Для остальных энергетическое обследование проводится в добровольном порядке [1].
Процедура энергоаудита предполагает оценку всех аспектов деятельности предприятия, которые связаны с затратами на топливо и энергию различных видов. Он дает руководству предприятия четкое понимание сегодняшнего состояния эффективности энергетических систем, ее соответствие мировым стандартам, возможности и пути достижения этих стандартов.
При проведении энергетического аудита решается ряд основных задач, таких как:
Последовательное решение этих задач складывается в устоявшуюся методику проведения энергоаудита. Кроме того, в соответствии с требованиями действующего законодательства в области энергосбережения, решаются некоторые формальные задачи энергетического обследования. И, наконец, у заказчика энергоаудита могут быть дополнительные пожелания к составу работ.
Решение всех этих задач возможно только при совместной работе высококвалифицированных инженеров и экспертов энергоаудитора с эксплуатационным персоналом и специалистами заказчика непосредственно на объектах предприятия [8].
Каким требованиям должен отвечать тот, кто проводит энергоаудит:
Первое требования для тех, кто проводит энергоаудит – это членство в СРО (саморегулируемая организация). Это регулируется ФЗ 261 «Об энергосбережении» и ФЗ 315 «О саморегулируемых организациях».
СРО – это некоммерческая организация, которая основана на членстве лиц, осуществляющих деятельность в сфере энергетического обследования. Сведения о любой СРО подлежат внесению в реестр СРО в области энергетического обследования Минэнерго РФ.
Стать членом СРО и получить право проводить энергетические обследование и разрабатывать энергетический паспорт здания или организации, могут следующие лица:
Что имеется в виду, когда в законе (ФЗ 261 «Об энергосбережении и энергетической эффективности») говорится о квалификационных требованиях для тех, кто проводит энергоаудит? –
Два следующих требования наличие приборов для проведения энергетических обследований и опыт в сфере энергоаудита не являются обязательными требованиями во всех СРО.
После удовлетворения всех требований ФЗ-261 Об энергосбережении и энергетической эффективности энергоаудитор получает свидетельство членства в СРО. Этот документ и является подтверждением того, что компания имеет право заниматься энергоаудиторской деятельностью. Какие-либо дополнительные разрешения или лицензии для проведения энергетических обследований не требуются [9].
Энергоаудит – взаимосвязанный комплекс технических, организационных, экономических и иных мероприятий, направленный на выявление возможности экономически эффективной оптимизации потребления энергетических ресурсов. Результатом энергоаудита является энергетический паспорт.
Он включает:
При проведении энергетического обследования (энергоаудите) проводятся следующие мероприятия:
Результатом энергоаудита может являться:
Цель энергоаудита – оценить эффективность использования топливно-энергетических ресурсов и разработать эффективные меры для снижения затрат предприятия.
Задачи энергоаудита:
Проект по энергоаудиту состоит из следующих основных этапов:
На основе полученной информации рассчитываются требуемые капитальные затраты, предполагаемые эксплуатационные расходы, прибыльность мероприятий, окупаемость мероприятий и пр.
При разработке энергосберегающих мероприятий необходимо:
После оценки экономической эффективности все рекомендации классифицируются по трем критериям:
В заключение, все энергосберегающие рекомендации сводятся в одну таблицу, в которой проекты располагаются по трем категориям, перечисленным выше. В каждой из категорий рекомендации располагаются в порядке понижения их экономической эффективности.
Если проведение сразу всех мероприятий по сохранению энергии слишком дорого, то необходимо начать работу с самых выгодных с точки зрения прибыльности мероприятий.
При проведении энергетического обследования (энергоаудита) производится оценка эффективности использования, в том числе – по показателям энергоэффективности, всех видов ТЭР потребляемых (используемых) потребителем ТЭР, а также вторичных энергоресурсов.
Под показателем энергоэффективности понимается абсолютная, удельная или относительная величина потребления (использования) или потерь энергетических ресурсов для продукции (услуг) любого назначения или технологического процесса. Анализу подвергаются все аспекты деятельности потребителя ТЭР в сфере рационализации топливо- и энергопотребления.
По результатам энергетического обследования (энергоаудита) составляется энергетический паспорт установленного образца, либо уточняется существующий.
6.1.2. Виды энергоаудита
По срокам проведения энергетические обследования потребителей ТЭР подразделяются на:
а) первичные
Проводятся в отношении потребителей ТЭР, ранее не подвергавшихся энергетическим обследованиям (энергоаудиту) или перерыв в обследованиях которых составляет более 5 лет;
б) очередные
Проводятся не реже одного раза в пять лет, и не чаще, чем один раз в два года в плановом порядке - для сравнения текущих показателей энергоэффективности с показателями, определенными предыдущим обследованием, сертификации потребителя ТЭР в системе добровольной сертификации РИЭР, внесения изменений в энергетический паспорт и т.д.;
в) внеочередные
Проводятся при выявлении у потребителя ТЭР роста объемов потребления ТЭР, снижения эффективности использования ТЭР, роста себестоимости продукции и топливной составляющей в ней, выбросов в атмосферу и т.д., а также в случае обращения потребителя ТЭР в органы государственной власти за предоставлением льгот, связанных с использованием ТЭР; при проверке обоснованности заявленных технологических потерь ТЭР и тарифов при утверждении, а также оценки их составляющих; при изменении вида используемого топлива - независимо от количества потребляемых ТЭР; при увеличении потребности в ТЭР более чем на 25% от установленной в результате плановых проверок;
г) предэксплуатационные
Для основного энергопотребляющего оборудования (более 5% от потребляемого вида ТЭР) – проводятся перед началом или в начале эксплуатации оборудования потребителем ТЭР для определения первичных характеристик энергоэффективности, их соответствия паспортным, проектным и нормативным показателям. Для генерирующего оборудования и оборудования в составе систем энергоснабжения - при его замене, капитальном ремонте, изменении условий и режимов эксплуатации.
По объемам проводимых работ энергетические обследования (энергоаудит) потребителей ТЭР подразделяются на:
а) экспресс - обследования (экспресс-аудит)
Проводится по сокращенной программе, как правило, с минимальным использованием или без использования приборного оборудования и носит ограниченный по объему и времени проведения характер. При этом может производиться оценка эффективности использования всех или одного из видов ТЭР (электрическая и тепловая энергии; твердое, жидкое или газообразное топливо), вторичных энергоресурсов, функционирования отдельной группы оборудования (отдельного агрегата), либо отдельных показателей энергоэффективности и т.д.;
б) полные инструментальные обследования
При полном энергетическом обследовании производится оценка эффективности использования всех видов ТЭР и воды, потребляемых предприятием/организацией, а также вторичных энергоресурсов. Анализу подвергаются все аспекты деятельности обследуемого предприятия/организации в сфере рационализации топливо- и энергопотребления. При проведении полного энергетического обследования проводятся инструментальные замеры, необходимый объем которых определяется энергоаудитором и согласованной программой полного энергетического обследования.
По результатам энергетического обследования составляется энергетический паспорт установленного образца либо уточняется существующий.
Если на объекте уже проводилось полное энергетическое обследование, то при проведении очередного – проверяется выполнение ранее выданных рекомендаций и предписаний, анализируется деятельность предприятия/организации за период, прошедший после последнего энергетического обследования и оформляется соответствующая документация (отчет о проведенном энергетическом обследовании, энергетический паспорт, программа (рекомендации) по повышению эффективности использования ТЭР, снижению затрат на топливо- и энергообеспечение и внедрению энергосберегающих мероприятий).
в) комплексные обследования
Обследования, совмещающие в себе различные цели проведения данных работ и совмещающие различные виды аудита (энергетический и экологический, энергетический и сертификация по системе добровольной сертификации РИЭР и пр.);
г) обследования технологических процессов
В зависимости от целей проводимых работ допускаются любые комбинации видов энергетических обследований и энергоаудитов.
Энергетическое обследование, проводимое на предприятии/организации должно включать следующие уровни:
Энергетическое обследование первого уровня должно включать:
Энергетическое обследование второго уровня должно включать:
Энергетическое обследование первого уровня
При энергетическом обследовании первого уровня необходимо реализовать следующие направления:
По результатам выполнения первого уровня энергетического обследования должен быть реализованы:
1) сбор первичной информации;
2) анализ энергоэкономических показателей предприятия/организации;
3) выбор структурных объектов энергетического обследования;
4) подготовка заключения об основных итогах первичного энергетического обследования.
Сбор первичной информации.
Вся информация, полученная при энергетическом обследовании первого уровня, должна быть документально зафиксирована в типовых опросных формах исполнителя.
На всем протяжении энергоаудита сбор информации необходимо проводить в соответствии с разработанной программой обследования.
При обследовании источниками информации являются:
В состав первичной информации об объекте исследования должно войти:
При реализации первого уровня энергетического обследования выполняется анализ энергоэкономических показателей предприятия/организации по следующим позициям:
Также определяется, доля, каких энергоресурсов в общем потреблении наиболее значительна. Информация об энергопотреблении должна показывать долевое потребление различных энергоресурсов на предприятии/организации и затраты на них.
Информация по ценам должна включать цену за единицу топлива и тариф (если он используется). Должны быть отмечены составляющие цены и различия в ценах. При рассмотрении структур тарифов на энергоресурсы должны быть учтены все факторы, которые в конечном итоге определяют, сколько предприятие/организация платит за энергоресурсы: изменение цены в течение года; структура тарифа; дифференцированные тарифные ставки; штрафные санкции; другие выплаты.
Для оценки потенциала экономии в потреблении электроэнергии необходимо провести анализ следующих данных:
Для оценки эффективности использования энергоресурсов и наглядности представляемой информации могут быть получены различные типы удельных затрат:
В конце первого этапа энергетического обследования исполнитель должен иметь представление о предприятии/организации и основных технологических процессах, а также следующую информацию:
Данная информация позволяет получить четкую картину текущей ситуации с энергоиспользованием на предприятии/организации и возможность выявить приоритетные направления для дальнейшей работы.
Энергетическое обследование второго уровня.
Целями энергетического обследования второго уровня являются:
Для достижения поставленных целей необходимо:
1. Провести глубокое обследование предприятия/организации.
2. Составить схемы технологических процессов.
3. Составить список основных потребителей энергии.
4. Провести расчет потребления энергии каждого из основных потребителей энергии.
5. Провести анализ работы основных потребителей.
Обследование предприятия/организации
При обследовании предприятия необходимо:
На данном этапе должен быть осуществлен сбор статистических данных и первичной информации, который включает:
Схема технологического процесса
Схема технологического процесса представляется диаграммой, показывающей основные этапы, через которые последовательно проходят материалы от первоначального состояния до готовой продукции.
На схеме должны быть показаны места подачи и использования энергоресурсов, отмечены переработка материалов, утилизация отходов в технологическом процессе.
Список основных потребителей
При реализации данного этапа необходимо выявить основные потребители энергоносителей путем изучения схем технологических процессов и обхода предприятия.
Оценка энергетических потоков
Для уточнения полученных расчетных данных баланса потребления энергетических ресурсов на объекте исследования необходимо произвести оценку существующих потоков энергоресурсов.
Оценка энергетических потоков должна быть выполнена с использованием данных от одних из следующих источников:
Балансы потребления энергии
Балансы потребления энергии разрабатываются в соответствии со структурой предприятия.
На основании анализа баланса потребления энергии производится:
По итогам обследования формируется Энергетический паспорт предприятия по форме, утверждённой Приказом Миэнерго № 182 от 19 апреля 2010 года. Паспорт передается лицу, заказавшему проведение энергетического обследования. Паспорт, составленный по результатам энергетического обследования многоквартирного дома, подлежит передаче лицом, его составившим, собственникам помещений в многоквартирном доме или лицу, ответственному за содержание многоквартирного дома. Энергетический паспорт, составленный по результатам энергетического обследования, должен содержать информацию:
6.1.3. Обработка результатов обследования и их анализ
Вся информация, полученная из документов или путем инструментального обследования, является исходным материалом для анализа эффективности энергоиспользования. Методы анализа применяются к отдельному объекту или предприятию в целом.
Методы анализа подразделяются на физические и финансово-экономические. Физический анализ оперирует с физическими (натуральными величинами и имеет целью определение характеристик эффективности энергоиспользования. Данный метод включает следующее:
1. Определяется состав объектов, по которым будет проводиться анализ. Объектами могут служить отдельные потребители, системы, технологические линии, цеха, подразделения и предприятия в целом.
2. Находится распределение всей потребляемой объектами энергии по отдельным видам энергоресурсов и энергоносителей (электроэнергия, топливо, тепловая энергия и т.д.). Для этого данные по энергопотреблению приводятся к единой системе измерения.
3. Определяются для каждого объекта факторы, влияющие на потребление энергии. Например, для технологического оборудования таким фактором служит выпуск продукции, для систем отопления – наружная температура, для систем передачи и преобразования энергии – выходная полезная энергия и т.д.
4. Вычисляется удельное энергопотребление по отдельным видам энергоресурсов и объектам, являющееся отношением энергопотребления к выпуску продукции.
5. Значение полученного удельного энергопотребления сравнивается с нормативными значениями, после чего делается вывод об эффективности энергоиспользования, как по отдельным объектам, так и по предприятию в целом. Нормативные значения могут быть заданы, рассчитаны или взяты из зарубежных данных.
6. Определяются прямые потери различных энергоносителей, за счет утечек, недогрузки, потерь, простоев, неправильной эксплуатации и других выявленных нарушений.
7. Выявляются наиболее неблагоприятные объекты с точки зрения эффективности энергоиспользования.
Финансово-экономический анализ проводится параллельно с физическим и имеет целью придать экономическое обоснование выводам, полученным на основании физического анализа. На этом этапе вычисляется распределение затрат на энергоресурсы по всем объектам энергопотребления и видам энергоресурсов, производится оценка прямых потерь в денежном выражении.
Финансово-экономические критерии имеют решающее значение при анализе энергосберегающих рекомендаций и проектов [11].
6.1.4. Отчет по энергетическому обследованию
В отчете по энергетическому обследованию должна быть дана оценка
эффективности использования топливно-энергетических ресурсов, раскрыты причины выявленных нарушений и недостатков в их использовании, определены имеющиеся резервы экономии, предложены организационно-технические энергосберегающие мероприятия по реализации выявленного потенциала энергосбережения, а также инвестиционные энергосберегающие мероприятия с оценкой предполагаемого объема финансирования и ожидаемого результата в физическом и стоимостном исчислении.
Отчет должен содержать описательную и аналитические части. В описательной части представляется вся информация об обследуемой организации, имеющей отношение к вопросам энергоиспользования, а также общая характеристика организации.
В аналитической части приводится анализ эффективности энергоиспользования, описываются энергосберегающие мероприятия и порядок их выполнения. Сводная таблица энергосберегающих мероприятий выносится в начало и/или конец отчета. Отчет должен быть кратким и конкретным, все расчеты и материалы обследования следует выносить в приложения. Основные числовые данные (состав энергоносителей, структуру энергопотребления, структуру затрат на энергоносители и ряд других) надо представлять в виде таблиц и круговых диаграмм. Суточные и другие графики потребления различных энергоносителей следует представлять в виде линейных или столбчатых графиков. Отчет должен заканчиваться энергетическим паспортом бюджетного учреждения (организации).
Таблица 6.1.
Перечень вопросов при сборе информации,
формы опросных листов при проведении первичного энергоаудита, формы таблиц для составления энергетического паспорта
|
№ пп |
Наименование документа или данных |
Информация предпр. Заполн. опр. листов |
|
1 |
Объем выпускаемой продукции /в млн.руб./. - выпуск основной и дополнительной продукции за базовый (предшествующий обследованию) и текущий год (на момент обследования по месяцам) - схема материальных потоков и сырья. |
Т - 2 Т - 3 |
|
2 |
Ф.И.О. директора, гл. инженера, ответственного за энергохозяйство. Полное название предприятия, почтовый адрес, банковские реквизиты. Количество работающих в базовом и текущем году, в том числе производственных рабочих. Код предприятия, ИНН. |
Т -1 Т - 2 |
|
3 |
Перечень всех зданий и сооружений, их объемы (кубатура), название, полезная площадь по этажам, этажность, тип здания (кирпичное, бетонное). |
Т - 4 |
|
4 |
Расход электроэнергии, топлива, тепла, воды (городской и артезианской) за текущий год по месяцам (на момент обследования). Тарифы за энергоресурсы за текущий год. Удельные расходы и нормы расходов по видам продукции. Распределение электропотребления по применению (данные внутреннего учета) |
Т - 5 Т - 6 Т - 7 Т - 8 |
|
5 |
Схемы электроснабжения, теплоэнергоснабжения, отопления, горячего водоснабжения, сжатого воздуха по цехам и по предприятию. |
По форме предприятия |
|
6 |
Типы установленных приборов учета газа, воды, пара, электроэнергии (марка, тип, место и год установки. Паспорта на основное энергопотребляющее оборудование (сушилки, котлы, компрессоры, технологическое оборудование, вентиляцию). |
Т - 8 |
|
Продолжение таблицы 6.1 |
||
|
№ пп |
Наименование документа или данных |
Информация предпр. Заполн. опр. листов |
|
7 |
Данные о подстанции: - год ввода в эксплуатацию - трансформаторы: количество, тип, коэффициент загрузки |
Т - 9 |
|
8 |
Счетчики коммерческого учета электроэнергии - внутреннего учета - двухставочные (одноставочные) |
Т - 8 |
|
9 |
Устройства компенсации реактивной мощности - мощность - количество - места установки - способ управления |
Т - 9 |
|
10 |
Графики нагрузки - снимаются или нет - периодичность - графики потребления тепло- и электроэнергии за сутки и год. |
По форме предприятия |
|
11 |
Воздушные и кабельные линии - длина участков - способ прокладки |
Т - 10 |
|
12 |
Годовой фонд времени работы оборудования (основного и вспомогательного) по цехам и в целом по предприятию. |
Т - 11 Т - 12 Т - 13 Т - 14 Т - 15 |
|
13 |
Сменность работы цехов и число часов работы предприятия в году. |
Т – 2 |
|
14 |
Количество установленных электродвигателей и их суммарная мощность по направлениям использования: - технологические агрегаты; - вентиляция. В котельной и компрессорной, общепроизводственным объектам (склады, административно-бытовые помещения и прочие). Суммарная мощность освещения по предприятию в целом и по цехам. |
Т - 11 Т - 12 Т - 13 Т - 14 Т - 15 |
|
15 |
Возврат конденсата т/час, %. Обеспеченность конденсатоотводчиками, шт.,%. Температура возвращаемого конденсата, оС . |
Т - 16 |
|
16 |
Характеристика технологического оборудования использующее пар и горячую воду, согласно прилагаемой форме. Ознакомление с технологическим регламентом. |
Т - 17 Т - 18 |
|
17 |
Выработка пара в котельной в базовом помесячно и в текущем году на момент обследования. |
Т - 5 Т - 19 |
|
Окончание таблицы 6.1 |
||
|
№ пп |
Наименование документа или данных |
Информация предпр. Заполн. опр. листов |
|
18 |
Характеристика котлов: - тип и количество; - паропроизводительность; - давление пара; - тип и количество горелок; - расход газа на котел; - коэффициент избытка воздуха; - температура уходящих газов:
- поверхность нагрева котла; - годовая выработка пара каждым котлом; - число часов работы каждого котла; - КПД котлов; - удельный расход топлива; |
Т - 19 |
|
19 |
Тип деаэратора и его емкость. Тип, количество, мощность и производительность: - дымососов; - дутьевых вентиляторов; - питательных насосов; |
Т - 13 |
|
20 |
Тип химводоочистки: питательной воды и артезианской. Количество фильтров. Количество, тип, мощность и производительность насосов артезианской воды. Емкость бака. |
Т - 13 |
|
21 |
Протяженность и год прокладки (ориентировочно): - паропроводов; - конденсатопроводов; - газопроводов; проложенных снаружи d>50 мм. |
Т - 10 |
|
22 |
Количество приточных и вытяжных установок, тепловых завес у ворот (по предприятию и по цехам). Суммарный расход приточного и вытяжного воздуха (по цехам и предприятию в целом). Габаритные размеры ворот, оборудованных тепловыми завесами |
Т - 12 |
|
23 |
Количество душевых сеток, водоразборных кранов горячей воды по цехам и столовой. Количество работающих в смену по цехам и участкам. Количество часов работы душевых сеток и водоразборных кранов в сутки |
Т - 20 |
|
24 |
Сведения о воздушной и холодильной компрессорных: - количество компрессоров и их марка; - количество вырабатываемого воздуха, м3/час; - количество вырабатываемого холода, Гкал - число часов работы в году. |
Т - 14 Т - 15 |
|
25 |
Перечень оборудования которое планируется приобрести с 20….г. по 20…..г.: - электротехнического; - теплотехнического - технологического |
Информация по форме предприятия |
6.2. Энергетический паспорт предприятия
Энергетический паспорт (энергопаспорт) – обязательный нормативный документ, отражающий баланс потребления топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) и содержащий показатели эффективности их использования в процессе хозяйственной деятельности объектами производственного назначения, а также содержащий план мероприятий по повышению эффективности использования ТЭР. Энергетический паспорт потребителя ТЭР разрабатывается на основе энергетического обследования, проводимого с целью оценки эффективности использования ТЭР, разработки и реализации энергосберегающих мероприятий. В энергетическом паспорте фиксируются основные показатели потребления ТЭР, получаемые при проведении энергетического аудита (энергетического обследования), и обосновывается целесообразность мероприятий, способствующих повышению энергетической эффективности и ресурсосбережению и тем самым упорядочивающих энергосбережение обследуемой организации. Энергетический паспорт потребителя ТЭР должен храниться на предприятии, в органе государственного энергетического надзора и в организации, проводившей энергоаудит.
Государственный стандарт ГОСТ Р 51379–99[13] регламентирует основные положения энергетической паспортизации, устанавливает формы документов (составных частей паспорта промышленного потребителя топливноэнергетических ресурсов), отражает накопленный опыт в области энергетической паспортизации предприятий и предлагает единый унифицированный подход к его составу и структуре. ГОСТ Р 51379–99 устанавливает основные требования к построению, изложению и содержанию энергетического паспорта промышленного потребителя топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) с целью определения фактического баланса потребления ТЭР, оценки показателей энергетической эффективности и формирования мероприятий по энергосбережению.
Организации, которым требуется получение энергетического паспорта в обязательном порядке до 31 декабря 2012 года и далее не реже чем один раз в каждые пять лет, определены п. 1, статьи 16, Федерального закона Российской Федерации № 261 ФЗ от 23 ноября 2009 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». В этот список входят все органы и организации полностью или частично созданные и финансируемые государством, организации занимающиеся транспортировкой или добычей энергоресурсов, а также организации, затрачивающие на энергоресурсы более 10 млн. руб. за 1 календарный год. Все выполняемые энергетические паспорта (энергопаспорта) в исполнении пункта п. 8, статьи 15, Федерального закона РФ № 261 ФЗ должны направляться в уполномоченный федеральный орган исполнительной власти, которым является Министерство Энергетики Российской Федерации. Для прохождения регистрации энергопаспорта в Министерстве Энергетики РФ на основании п. 2, статьи 17, 261-ФЗ, организация-энергоаудитор должна направить через саморегулирующую организацию (СРО) копию энергетического паспорта, выполненного в строгом соответствии с требованиями приказа № 182 Министерства Энергетики Российской Федерации от 19 апреля 2010 года [14]. Для проверки и регистрации организация, выполняющая энергоаудит (энергетическое обследование), должна предоставить копию энергетического паспорта на бумажном носителе, а также на электронном носителе версию в форматах PDF и XML.
Составленный энергетический паспорт включает следующие данные, полученные при проведении энергоаудита (энергетического обследования):
Номенклатуру показателей энергоэффективности энергопотребляющей продукции устанавливают в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51541-99 «Энергосбережение. Энергетическая эффективность Состав показателей» [15]. В соответствии с требованиями стандарта можно выделить три основные группы показателей (индикаторов) реализации энергосбережения:
Организационную, техническую, научную, экономическую деятельность в области энергосбережения характеризуют показателями:
Производственную (хозяйственную) деятельность в области энергосбережения характеризуют сравнительными показателями энергопотребления и энергоемкости производства продукции в отчетном году в сравнении с базовым годом в сопоставимых условиях — при приведении к равным объемам и структуре производства продукции. Производственную (хозяйственную) деятельность в области энергосбережения характеризуют также абсолютными, удельными и относительными показателями энергопотребления, потерь энергетических ресурсов в ходе хозяйственной деятельности за определенный промежуток времени.
Применительно к изделиям, оборудованию, материалам, ТЭР (далее – продукция) и технологическим процессам для характеристики энергосбережения используют показатели их энергетической эффективности. Различают следующие основные показатели энергетической эффективности:
Показатели экономичности энергопотребления продукции и энергетической эффективности при передаче, хранении ТЭР характеризуют техническое совершенство продукции и качество ее изготовления и определяются качеством конструкторской и технологической проработки изделий. Показатели экономичности энергопотребления и энергетической эффективности передачи (хранения) ТЭР:
Для заполнения форм энергопаспорта целесообразно воспользоваться рекомендациями приведенными в [15,16]
Федеральный Закон РФ от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации"
Постановление Правительства РФ от 31 декабря 2009 г. № 1220 "Об определении применяемых при установлении долгосрочных тарифов показателей надежности и качества поставляемых товаров и оказываемых услуг"
Постановление Правительства РФ от 31 декабря 2009 г. №1221 "Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности товаров, работ, услуг, размещение заказов на которые осуществляется для государственных или муниципальных нужд",
Постановление Правительства РФ от 31 декабря 2009 г. № 1225 "О требованиях к региональным и муниципальным программам в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности",
Указ Президента РФ от 04.06.2008 г. № 889 "О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики" от 04.06.2008 г.,
Распоряжение Правительства РФ от 27 февраля 2010 г. N 2446-р “О государственной программе “Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года”,
Приказ Министерства энергетики РФ от 19 апреля 2010 N 182 “Об утверждении требований к энергетическому паспорту, составленному по результатам обязательного энергетического обследования, и энергетическому паспорту, составленному на основании проектной документации, и правил направления копии энергетического паспорта, составленного по результатам обязательного энергетического обследования”.
Методика проведения энергетических обследований предприятий и организаций. Утверждена начальником Главгосэнергонадзора РФ Б.П. Варнавским 23.12.98.
http://www.energo-pasport.com/wordpress/kto-provodit-energoaudit.html
Варнавский Б.П. Колесников А.И. Федоров М.Н. Учебное пособие по энергоаудиту коммунального хозяйства и промышленных предприятий, 1998, Москва, с.108
Методика проведения энергетических обследований предприятий и организаций с годовым потреблением энергоресурсов менее 6000 тут, или менее 1000 т моторного топлива
Фокин В.М. Основы энергосбережения и энергоаудита. М.: «Издательство Машиностроение-1», 2006. 256 с.
ГОСТ Р 51379–99
ГОСТ Р 51541-99 «Энергосбережение. Энергетическая эффективность Состав показателей»
http://www.easro.ru
http://www.energo-pasport.com/wordpress/primer-energeticheskogo-pasporta.html
РАЗДЕЛ 7.
СИСТЕМЫ ЭНЕРГОМЕНЕДЖМЕНТА. СТАНДАРТ ISO 50001
Создание системы энергоменеджмента начинается с осознания её необхо димости и закрепления этого понимания документально.
Необходимо разработать положение об энергосбережении на предприя тии. Этот документ должен включать:
Обязанности и ответственность должны быть адекватны возможностям. Так, практически на каждом предприятии эти обязанности закреплены за энерго службой, однако их оборудование только распределяет да иногда преобразует энергию. Фактические потребители ресурсов — технологические подразделе ния, имеют задачу выпуска продукции, и зачастую — любой ценой.
Для каждого предприятия структура системы будет уникальной, однако, общие рекомендации таковы:
При разработке положения об энергосбережении важным моментом явля ется организация широкого его обсуждения во всех подразделениях. Это по может облегчить его введение, а само участие в разработке положения явля ется серьёзным положительно мотивирующим фактором.
В хорошо налаженной энергосистеме предприятия разделить функции энер гоэффективности и надежности нельзя. Ненадежная система не сможет быть энергоэффективной. А специальный раздел управления - энергоменеджмент необходим для того, чтобы работники предприятия, используя энергию и энер гетические ресурсы, могли эффективно и безопасно реализовать технические возможности оборудования и технологических процессов при решении произ водственных задач.
Создание системы энергоменеджмента на предприятии должно начинаться с документального оформления решения руководства о создании си стемы энергоменеджмента на предприятии, для чего необходимо:
Затем следует определить исходное состояние и подготовить программу энергосбережения, оценив эффективность использования энергетических ресур сов и надежность работы энергокомплекса предприятия в целом, для чего необходимо:
Следующим этапом является определение источников финансирования исполнения программы, для чего необходимо:
При реализации программы следует:
Далее необходимо провести оценку результатов исполнения Программы и внести коррективы:
Благодаря постепенному совершенствованию энергоменеджмента предприятия, произошло создание стандартов по управлению энергосбережением. В 2007 году началась разработка международного стандарта ISO 50001, получившего название «Системы управления энергией (Энергоменеджмент). Требования. Рекомендации к использованию». В этом стандарте учитывается опыт использования соответствующих национальных стандартов. Основой ISO 50001 является управление людьми, управляющими ресурсами, которые, в свою очередь, потребляют энергию. Планируй, исполняй, контролируй, совершенствуй – таков главный принцип стандарта.
Успех энергосберегающих мероприятий на производстве возможен только после установления обязанностей всех сотрудников предприятия – от руководителей до рабочих – выполнять требования по энергосбережению. Энергоменеджмент решает основную задачу – разработка энергетической стратегии предприятия, ранее не существовавшей или требующей значительной доработки.
Объявление международного комитета по стандартизации о публикации нового стандарта в сфере энергетического менеджмента ISO 50001 оказался весьма кстати на фоне роста мировых цен на энергоносители. Данный стандарт отвечает самым современным требованиям в области энергоэффективности промышленных предприятий, позволяет им улучшить свои энергопараметры и уменьшить вредное воздействие на окружающую среду.
Стандарт ISO 50001 создает основу для промышленных предприятий любой отрасли, различных коммерческих объектов и других организаций для управления энергией. Предполагается, что стандарт получит широкое распространение за пределами национальных секторов экономики, что, несомненно, повлияет более чем на 60 % мирового потребления энергии.
Председатель проектного комитета ISO/РС 242 Эдвин Пинеро прокомментировал необходимость создания стандарта ISO 50001 словами о том, что все организации в мире ежедневно сталкиваются с такими вопросами, как надежность, доступность энергоснабжения, истощение ресурсов и изменение климата. И здесь важную роль деятельности любой организации играет то, насколько эффективно она управляет использованием своей энергии.
По словам Эдвина Пинеро ISO 50001 обеспечивает оптимальную модель управления, помогающую организациям в системном порядке планировать и управлять использованием своей энергии. Стандарт ISO 50001 нацелен на производительность и постоянное улучшение, призван к повышению эффективности использования энергии. Благодаря высокой степени всеобщей согласованности в вопросах энергетической эффективности, комитет ISO/РС 242 приступил к активной разработке стандарта ISO 50001 и его выход в свет был ожидаем не только крупнейшими мировыми промышленниками, но и небольшими частными организациями, разбросанными по всему миру.
Секретариат комитета ISO/РС 242 привлек для работы над стандартом членов ISO Соединенных Штатов Америки (АНИС - Американский национальный институт стандартов), Бразильскую ассоциацию де Нормас Текникас – АБНТ, 43 страны-члена ISO, двенадцать стран-наблюдателей, а также Организацию Объединенных Наций (ЮНИДО), Всемирный энергетический совет.
Стандарт ISO 50001 базируется на основных элементах, заложенных в международных стандартах управления, таких как ISO 14001 – экологический менеджмент, ISO 9001 – управление качеством и другие.
Как сообщает Роланд Риссер, являющийся председателем Американской Технической консультативной группы ISO/РС 242 и менеджером Программы строительных технологий Министерства энергетики США, новый международный стандарт формирует основу промышленных и коммерческих компаний для непрерывного улучшения их энергетической емкости - повышения конкурентоспособности, сохранения денег, сокращения загрязнений окружающей среды.
В 1997 году был подписан Киотский протокол, в соответствии с которым одним из перспективных направлении в области менеджмента является процесс управления энергоресурсами. В качестве руководства для создания системы энергоменеджмента на производстве является новый стандарт серии ISO 50000.
Киотский протокол, принятый как дополнение к Рамочной конвенции ООН 1997 года об изменении климата, - это международный документ, который обязывает развитые страны и страны с переходной экономикой стабилизировать или сократить выбросы парниковых газов в период с 2008 по 2012 годы по сравнению с 1990 годом.
Киотский протокол – это первое глобальное соглашение об охране окружающей среды. Страны-участники, в соответствии с Протоколом, определили для себя ограничение или сокращение выбросов в количественном выражении на период 2008-2012 годов. Итогом этих действий должен быть уменьшенный совокупный средний уровень выбросов 6 типов газов по отношению с уровнем 1990 года.
Параллельно с Киотским протоколом были выпущены стандарты серии ISO 14000, которые были направлены на организацию системы экологического менеджмента.
С целью реализации стратегии повышения энергосбережения и энергоэффективности был принят Федеральный закон Российской Федерации от 23 ноября 2009 года № 261-ФЗ, выпущенный под наименованием «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Этот Федеральный закон направлен на реализацию создания экономических, организационных и правовых основ стимулирования энергосбережения, регулирует отношения по энергосбережению, реализует принцип энергетической эффективности предприятий России.
Стандарт серии ISO 50000 является своеобразным структурированным и всеобъемлющим руководством предприятия по оптимизации потребления энергоресурсов и системным управлением данным процессом. Система энергоменеджмента дает организации следующие преимущества.
Прямые выгоды:
Косвенные выгоды:
Повышение спроса на энергоменеджмент обусловлен не только ростом стоимости энергоносителей, а также растущими ограничениями в энергоснабжении, но и увеличением рисков, связанных с энергоэффективностью (воздействие на окружающую среду, возобновляемость энергетических ресурсов, качество энергии). Такое положение дел требует сложных подходов к энергетическому менеджменту, а, кроме того, и рациональному использованию энергии. Для оценки практики применения международных стандартов в области энергосбережения и энергоменеджмента, рекомендуем обратиться к таблице «Стандарты в области энергоменеджмента».
Таблица 7.1.
Стандарты в области энергоменеджмента
|
Страна |
Обозначение |
Наименование на русском языке |
|
Корея |
KS A 4000:2007 |
Система управления энергопотреблением |
|
Франция |
BP X30-120:2006 |
Энергия – Диагностика энергопотребления в промышленности |
|
Италия |
UNI CEI 11352:2010 |
Энергоменеджмент – Энергосервисные компании (ЭСКО) – Общие требования и чек-лист для верификации требований |
|
UNI CEI 11339:2009 |
Энергоменеджмент – Эксперты в области энергоменеджмента – Общие требования для подтверждения квалификации |
|
|
Германия |
VDMA 21498 |
Перформанс-контрактинг – Термины, процедуры, сервисы |
|
VDI 4602-1:2007 |
Энергоменеджмент – Требования, Дефиниции |
|
|
США |
ANSI/MSE 2000:2005 |
Система управления энергопотреблением |
|
Испания |
UNE 216501:2009 |
Энергоаудиты – Требования |
|
Европа (Германия, Франция, Италия Великобритания, Швеция и др.) |
EN 16001:2009 |
Система энергоменеджмента – Требования с руководством по использованию |
Ключевыми элементами энергоменеджмента является ранее известная закономерность: цикл PDCA повторяется (рис.7.1.), он является неотъемлемым принципом стандартов ISO в области менеджмента, таких как ISO 18000, ISO 14000, ISO 9001 и другие.
Рисунок 7.1. Цикл Деминга
Специалисты, работающие в области энергоменеджмента, должны владеть как вопросами управления, так и вопросами технических аспектов самого производства (см. табл.7.2.)
Таблица 7.2.
Управленческие и технические аспекты
|
|
Аспекты менеджмента |
Технические аспекты |
|
Do |
Управление оборудованием, системами, процессами, обучение и поддержание связей. |
Проекты, верификация, проектирование, покупка энергоресурсов. |
|
Plan |
Показатели, ресурсы политика, цели. |
Управление энергоданными, оценки |
|
Act |
Анализ со стороны руководства |
Эффективность системы |
|
Check |
Внутренние аудиты, предупреждающие и корректирующие действия. |
Измерения, мониторинг |
Это иллюстрирует схема (рис.7.2.), названная как «Семь ступеней к энергосберегающему стилю».
Рисунок 7.2. «Семь ступеней к энергосберегающему стилю»
В энергоменеджмент предприятия входят следующие действия:
Важным моментом в обеспечение энергоэффективности предприятия является вовлечение в процесс энергосбережения квалифицированных специалистов, которые занимают соответствующее положение в организации.
В качестве мероприятий по энергосбережению могут быть предложены экономия электричества выключением лампочек за ненадобностью, введение регламента на использование осветительных установок, систем кондиционирования и вентиляции, эффективное использование режимов естественного освещения. Данные примеры показательные, но есть и более обширные мероприятия, например, использование более энергоэкономного оборудования путем замены старого или доработки имеющегося, применение энергосберегающих технологий, переход на другой вид топлива и другие.
Важным моментом является определение направления повышения эффективности энергопотребления. Хорошим методом для этого может послужить сравнение расходов энергии рассматриваемого объекта при учете значений его производительности. Еще один способ определения направлений повышения энергоэффективности предприятия заключается в предварительном проведении энергоаудита, дальнейшим более детальном энегоаудировании, сравнением энергопотребления с другими объектами, проведением мероприятий в области энергоменеджмента.
Энергоменеджмент является очень перспективным на сегодняшний день направлением развития промышленного предприятия и за счет внедрения подобной системы можно сократить долю энергозатрат производства как минимум на 10-15 %. Для предприятий малого бизнеса, нередко, это значительная доля затрат. Благодаря энергосбережению, кроме того, достигается значительный экологический эффект в промышленности, так как снижается уровень загрязнения окружающей среды.
Весь мир постепенно охватывается влиянием систем менеджмента, которые простираются на все большее количество отраслей производства, включая сферы управления, затрагивая многие аспекты деятельности организаций. Все это выражается в унификации стандартов: ISO 9001 - международный стандарт качества, ISO 14001 – международный стандарт экологии, OHSAS 18001 - международный стандарт профессионального здоровья, ISO/IEC 27001 - международный стандарт информационной безопасности, ISO/IEC 20000 - международный стандарт информационных услуг, ISO 22000 - международный стандарт безопасности пищевой продукции, ISO 28000 - международный стандарт безопасности по цепям поставок и ISO 50001– стандарт рационального использования энергии и повышения энергетической эффективности.
На сегодняшний день вопросы энергосбережения рассматриваются как первоочередные и, по словам Генерального секретаря ISO Алана Брайдена (Alan Bryden), стоят в основе обсуждения международного сообщества, а также национальных правительств различных государств. Результатом озабоченности данным вопросом является активная работа национальных организаций по стандартизации большинства зарубежных стран на протяжении последних нескольких десятков лет и созданием в этой связи ряда национальных стандартов в сфере энергетической эффективности.
В табл. 7.3. представлены национальные стандарты в области энергетического менеджмента, каждый из которых имеет свои национальные особенности и обобщает практику и опыт множества различных предприятий. Оказывая тем самым содействие и помощь, стандарты обеспечивают поддержку в исполнении требований национальных регламентов в сфере энергосбережения и энергетики в целом.
Великобритания
Стандарт BS 8207:1985 был принят более двух десятков лет назад, в феврале 1994 года в нем произошли небольшие изменения и теперь эта версия действует в стране по сегодняшний день. Область применения данного стандарта – строительство. Он включает в себя некоторые рекомендации относительно процедур, обеспечивающие эффективное использование энергии при проектировке зданий, управлении ими, достижении желаемых экологических целей. BS 8207:1985 применяется как по отношению к новым зданиям, ремонту старых, действиям по обслуживанию зданий, так и к любым типам зданий, в том числе жилым.
Процедуры стандарта при согласовании между клиентом, консультантами и пользователем (где возможно) должны включать следующее:
Каждая из этих процедур формирует базис, используя который проектировщикам зданий и их клиентам удается совместно решить проблему сохранения энергии самыми рентабельными способами.
Австралия
В 90-х годах прошлого века в Австралии были приняты стандарты AS 3596:1992 и AS 3595:1990 касающиеся финансовых аспектов. Стандарт AS 3595:1990 включает в себя руководящие указания финансовой оценки бизнес-проекта по программе энергетического менеджмента и описывает процедуры и методологию, которые позволяют выполнять оценку разных вариантов бизнес-проекта при учете их энергетических характеристик.
Стандарт AS 3596:1992 содержит руководящие указания, позволяющие пользователям анализировать различные варианты сбережения энергии, являющиеся частью программы энергетического менеджмента. Сбережения энергии может быть достигнуто управлением электронагрузкой и энерготарифами.
Таблица 7.3.
Национальные стандарты в области энергетического менеджмента
В 2000 году вышло второе издание новозеландского-австралийского стандарта AS/NZS 3598:2000 относящегося исключительно к энергетическим аудитам (первое издание вышло в 1990 году). Этот стандарт состоит из набора минимальных требований для проведения энергетических аудитов, результаты которых направлены на повышение эффективности использования энергии и идентификации возможностей для инвестиций.
В этом стандарте энергетические аудиты рассматриваются как часть программы энергоменеджмента. Энергетические аудиты и выполняемые обзоры в их рамках – это исследование использования энергии на отдельном участке или определенной области. Энергетический аудит позволяет охарактеризовать использование энергии и затрат, по которым можно оценить стоимость потребляемой энергии и меры контроля ее потребления. AS/NZS 3598:2000 описывает виды аудитов, требования к проведению аудита, частоту аудитов, вопросы выбора аудиторов и выполнения отчетности.
Дания
Стандарт этой страны DS 2403:2001 явился первым стандартом, обеспечивающий организации руководством по внедрению систем энергетического менеджмента. Его разработка велась таким образом, чтобы он был максимально совместимым с международным стандартом ISO 14001 (стандарт системы экологического менеджмента) версии 1996 года, а потому, целиком повторяет его структуру.
Стандарт DS 2403:2001 имеет структуру, состоящую из следующих ключевых звеньев: область применения, нормативные ссылки, определения, требования системы энергетического менеджмента (включает в себя: общие требования, энергополитика, планирование, внедрение и осуществление, проверка и корректирующие действия, анализ со стороны руководства).
Согласно общим требованиям стандарта DS 2403, любая организация должна позаботиться не только о внедрении системы энергетического менеджмента, но и постоянно анализировать её функционирование, с тем, чтобы выявлять возможности для улучшения и осуществления новых мер для сохранения энергии. В основе этого стандарта лежит методология «Plan-Do-Check-Act» («PDCA»), известная по международным стандартам ISO 9001 и ISO 14001, а требования сформулированы таким образом, что позволяют третье стороной выполнять сертификацию системы энергетического менеджмента.
Например, сталелитейная компания DanSteel A/S, которая ранее уже сертифицировала системы экологического менеджмента и менеджмента качества в органе по сертификации Det Norske Veritas (DNV) в декабре 1996 году, получила сертификат соответствия стандарту DS 2403:2001 (Дания) её системы энергетического менеджмента.
Представитель Sustainable Energy Ireland ((SEI)) Алан Рьян (Alan Ryan), среди преимуществ внедрения стандарта DS 2403:2001 выделяет то, что сбережения энергии в Дании находятся в пределах от 10 % до 15 %.
Ирландия
Стандарт Ирландии I.S. 343:2005 разработан Национальной службой Ирландии по стандартам Целевой группой, в которую входили эксперты Правительства, национальных агентов и промышленности. Ирландский стандарт имеет структуру аналогичную структуре стандарта Дании DS 2403:2001, но отличается тем, что учитывает издание новой версии международного стандарта ISO 14001:2004. По этой причине в стандарт I.S. 343:2005 включен новый пункт 4.5.2 «Оценивание соответствия».
Ирландский стандарт может примениться к любой организации, планирующей:
Кроме разработки энергетической политики для достижения намеченных показателей и заданных целей I.S. 343:2005 предусматривает, что организация должна составлять поддерживать в рабочем состоянии и программы энергетического менеджмента. Последние должны в себя включать:
Стандарт I.S. 343:2005 не устанавливает жестких требований к энергетическим параметрам, которые не рассматриваются в энергетической политике организации и в соответствующем законодательстве. В результате две организации, выполняющие однотипные операции, имеющие различные энергетические параметры, могут обе отвечать требованиям стандарта.
Чтобы не вызывать особых затруднений при проведении энергетических аудитов Агентство Ирландии по охране окр. Среде приняло специальное Руководство по аудиту энергетической эффективности (Guidance note on energy efficiency auditing). Также для обеспечения технической поддержки стандарта I.S. 343:2005 группа Sustainable Energy Ireland в декабре 2006 года издала Техническое руководство Energy Management Systems Technical Guideline - I.S. 393:2005.
США
Американский стандарт ANSI/MSE 2000 по энергетическому менеджменту появился в апреле 2005 года. Основной выгодой применения системы энергетического менеджмента данного стандарта является значительное снижение энергетических затрат и энергопотребления, а кроме того снижение и контроль за вредным воздействием на окружающую среду.
Стандарт ANSI/MSE 2000, наряду с другими национальными стандартами, базируется на принципе непрерывного улучшения «PDCA». Эта цикличность должна гарантировать, что энергетический менеджмент и все что ему сопутствует, поддерживается в рабочем состоянии и вносимые изменения верифицируются.
Стандарт ANSI/MSE 2000:2005 использует подход, гибкий для обеспечения выгоды его применения для самого широкого спектра организаций, доказанный на практике. Он состоит из простых шагов:
Другой американский национальный стандарт ANSI/IEEE 739:1995 существует уже более десяти лет и состоит из свода рекомендуемой практики энергетического менеджмента. Стандарт не предназначен для сертификации и является техническим руководством для практиков. Документ представляет собой довольно объемное издание – более 300 страниц. Состоит из восьми глав:
1 – Краткий обзор (оригинальное название: Overview): описание различных видов энергии, также перечень других подобных изданий Института инженеров IEEE, возможности правительственных агентств в сфере энергетики, информация для инженера энергетика, относящаяся к смежным дисциплинам;
2 – Организация для энергетического менеджмента (оригинальное название: Organizing for energy management): анализ использования различных видов энергии их потерь, обзор возможностей для сбережения энергии;
3 – Глава «Перевод энергии в стоимость» (оригинальное название: Translating energy into cost): концепции в экономическом анализе, применение и ограничения экономических моделей, калькуляция стоимости электричества, оценка финансовых потерь;
4 – Менеджмент нагрузки (оригинальное название: Load management): польза систем контроля и мониторинга, обоснование систем менеджмента нагрузки.
5 – Энергетический менеджмент для различных двигателей, систем и электрооборудования (оригинальное название: Energy management for motors, systems, and electrical equipmen);
6 – Измерения для энергетического менеджмента (оригинальное название: Metering for energy management): методы измерений, типичные стоимостные факторы, единицы измерений, практические примеры;
7 – Энергетический менеджмент для осветительных систем (оригинальное название: Energy management for lighting systems): осветительные приборы, источники света, оптимизация освещения, взаимодействие освещения с различными подсистемами здания.
8 – Когенерация (оригинальное название: Cogeneration): формы и виды когенерации, определение выполнимости когенерации.
Международный уровень
В июле 2007 года организация Американский Национальный Институт Стандартов (американское обозначение ANSI) при участии Министерства энергетики США и Института Технологии Штата Джорджия подготовил и направил в Секретариат Международного центра стандартизации предложение о новой области технического направления – «Энергоменеджмент».
На тот момент данное предложение по системам менеджмента по процедурам ISO от Стратегической Консультативной Группы ISO одобрения не получило. Так или иначе, первая рабочая встреча экспертов технического комитета ISO/TC состоялась в июне 2008 года, а издание соответствующих стандартов международного комитета – в конце 2010 года.
Обоснование необходимости разработки стандартов ISO по системе энергетического менеджмента происходит при использовании Руководства ISO 72:200, именуемое как «Руководящие указания для подтверждения необходимости и разработки стандартов системы менеджмента» (международная транскрипция Guidelines for the justification and development of management system standards). Это руководство содержит описание принципов, при учете которых можно разработать стандарт любой новой системы менеджмента в рамках международного стандарта:
Предложение ANSI доказывает, что стандартизация систем энергетического менеджмента на международном уровне будет страмиться соответствовать этим принципам.
Общеевропейский уровень
Европейский комитет по стандартизации (CEN) ведет работы в этом направлении при участии CENELEC в рамках CEN/CLC BT Joint Working Group – Совместной рабочей группы. Эксперты этой группы подготовили проект европейского стандарта, получившего условное обозначение WI CSF 23001- Системы энергетического менеджмента – Требования с руководством по использованию (международная транскрипция « Energy management systems – Requirements with guidance for use»). За основу принято решение взять тексты ирландского, датского и шведского стандартов, как это следует из отчета о деятельности Рабочей группы. Публикация европейского стандарта состоялась в ноябре 2009 года.
Разработка европейского стандарта осуществляется:
Россия
Многие российские специалисты признают энергетический менеджмент как средство рационального и эффективного способа использования любых видов энергии, а также способ снизить затраты и оптимизировать бизнес-процессы. В России нет пригодного для сертификации национального стандарта в области энергетического менеджмента, однако здесь приняты ряд стандартов в области энегосбережения (ГОСТ Р 51749-2001, ГОСТ Р 51379-99, ГОСТ Р 51380-99, ГОСТ Р 51387-99, ГОСТ Р 51541-99).
Системы энергосбережения на предприятиях являются довольно перспективным направлением развития промышленности, которым наилучшим образом соответствуют системы энергоменеджмента по международному стандарту ISO 50001:2011 - Системы энергоменеджмента - Требования с руководством по использованию (Energy management systems - Requirements with guidance for use).
Система энергетического менеджмента, по своей структуре, - это комплекс взаимодействующих и взаимосвязанных элементов организации по внедрению энергетической политики, постановке целей и задач, разработке мероприятий по достижению поставленных целей, а также реализация поставленных задач в этом направлении. Система энергоменеджмента включает в себя следующие моменты: энергоснабжение; измерение, документирование и ведение необходимой отчетности об использовании энергии; выбор и закупка оборудования для производства энергии, процессов и систем.
При разработке системы энергоменеджмента необходимо пройти через четыре этапа:
Этап 1. Выполнение предварительного аудита в системе управления.
Этап 2. Разработка системы энергоменеджмента и внедрение её в соответствии со стандартом ISO 50001.
Этап 3. Выполнение внутренних аудитов компании. Анализ эффективности системы энергетического менеджмента. Предсертификационный аудит.
Этап 4. Сертификационный аудит. (Производится согласно контракта с сертификационным органом).
Внедрение системы энергетического менеджмента на предприятии обеспечивает следующие преимущества:
Приведем для примера названия несколько компаний, достигшие снижения энергопотребления благодаря энергоменеджменту:
В результате внедрения системы энергетического менеджмента по стандарту ISO 50001 обеспечивается:
Энергоменеджмент – это передовое направление в организации и ведении бизнеса в условиях жесткой конкуренции. Главная цель энергоменедмента предприятия – эффективное расходование энергоресурсов и надежная работа энергосистемы организации. Международная организация по стандартизации – ISO, в 2008 году проводила разработку нового международного стандарта, ставшего в области энергоменеджмента после утверждения 15 июня 2011 года самым инновационным стандартом. Он получил название «Системы Энергоменеджмента – Требования» и международное обозначение - ISO 50001.
Система энергоменеджмента способна повысить имиджевую привлекательность компании перед российскими и зарубежными бизнес-партнерами, так как является общепризнанным инструментом и перед органами государственной власти, поскольку, согласно Федеральному закону № 261 до 01 августа 2010 года, каждый субъект Российской Федерации обязан принять программу энергоэффективности и энергосбережения для своего региона. Однако реализация региональных программ, в большей степени, зависит от бизнеса, нежели от власти, поэтому органы региональной государственной власти приветствуют совершенствование и внедрение систем энергетического менеджмента на предприятиях на своей территории.
Предприятие, внедрившее и сертифицировавшее систему энергетического менеджмента, приобретает возможность:
Преимущества, которые дает сертификация:
Стандарт ISO 50001 обеспечивает эффективное управление затратами на топливно-энергетические ресурсы и используется в качестве инструмента для повышения эффективности и конкурентоспособности бизнеса.
Рассмотрим схему (рис.7.3.), отображающую поведение рядового потребителя при желании снизить издержки на закупаемые энергоресурсы.
Рмсунок 7.3. Сокращение издержек на закупаемые энергоресурсы
Согласно Федеральному закону № 261, энергосбережение – это реализация мер, направленных на сокращение объема используемых энергетических ресурсов. Отсюда следует, что реализация мер, направленных только на сокращение затрат по приобретению и обороту топливно-экономических ресурсов мероприятиями по энергосбережению не являются. Данный вопрос не относится к сфере энергосбережения и энергоаудита.
Рисунок 7.4. Потенциал сокращения затрат на ТЭР
Примерами таких мероприятий могут являться:
Таким образом, на вопрос: как эффективно управлять энергохозяйством, можно однозначно ответить: внедрить в организацию стандарт Энергоменеджмента ISO 50001. Рис. 7.5. поясняет, что дает внедрение стандарта.
Рисунок 7.5. Результаты внедрения стандарта.
Из рис. 7.6. видно, что энергосбережение, энергосервис, энергоаудит являются только лишь частью системы управления предприятием. Энергосбережение, энергосервис, энергоаудит являются только лишь частью системы управления предприятием.
Рисунок 7.6. Система энергоменеджмента на предприятии
Следует заметить, что энергоменеджмент на предприятии работает непрерывно, в отличие от энергоаудита и энергосервиса, которые проводятся раз в 5 лет. Это повышает энергетическую эффективность, конкурентоспособность и привлекательность для инвесторов.
Дополнительным преимуществом стандарта ISO 50001 является его интегрируемость с другими стандартами:
Стандарт ISO 50001 базируется на основных элементах, заложенных в международных стандартах управления, таких как ISO 14001 – экологический менеджмент, ISO 9001 – управление качеством и другие. ISO 50001 дает следующие преимущества:
Новый международный стандарт формирует основу промышленных и коммерческих компаний для непрерывного улучшения их энергетической емкости - повышения конкурентоспособности, сохранения денег, сокращения загрязнений окружающей среды.
Необходимо понимать, что стандарт ISO 50001 формулирует лишь требования: что должно быть сделано в организации, а как все это будет сделано – должно быть изложено в Энергоруководстве данного предприятия. Оно должно описывать все элементы деятельности организации, благодаря которым она обеспечивает выполнение требований стандарта ISO 50001 и деятельность персона, вовлеченного в эту работу.
Для внедрения системы энергетического менеджмента требуется наличие следующих процедур в организации:
Энергоруководство и Руководство по качеству, должно содержать структуру организации в схематичном представлении, что позволит наглядно увидеть и понять роль и место персонала, вовлеченного в деятельность по энергетическому менеджменту и описать взаимодействие подразделений в привязке к технологическим и бизнес-процессам.
Также Энергоруководство предприятия может включать в себя энергетическую политику и энергетические цели и давать ссылки на документы, которые их содержат. В отечественной практике в состав Энергоруководства включают вопросы ответственности, взаимодействия персонала и разграничения полномочий в качестве отдельных приложений, содержащие ссылки на рабочие и технологические инструкции, также на положения о структурных подразделениях предприятия и других корпоративных стандартов.
Высшее руководство организации должно гарантировать доступность этого документа практически для любого заинтересованного лица, однако, законодательные требования (Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении…») не должны заменяться выполнением норм Энергоруководства. Кроме того, при разработке Энергоруководства, играющего роль корпоративного стандарта, необходимо применение целого ряда отечественных стандартов, таких как:
Энергоруководство предприятия должно содержать четко и однозначно прописанную терминологию. В поддержку менеджерам по энергетическим вопросам, кроме самого стандарта ISO 50001, который включает ряд дефиниций, может оказать словарь TR/CEN/CLC 16103:2010 «Энергоменеджмент и энергоэффективность — Глоссарий терминов» (международная транскрипция - «Energy management and energy efficiency — Glossary of terms»). Словарь издан Европейским комитетом по стандартизации (CEN) при непосредственном участии Европейского комитета по электротехнической стандартизации (CLC, CENELEC) после европейского стандарта на системы энергетического менеджмента EN 16001:2009.
Издание «Энергоменеджмент и энергоэффективность — Глоссарий терминов» носит информационный и справочный характер и предназначается для упорядочения применяемой терминологии. Словарь содержит только ключевые термины, по которым удалось достичь полного консенсуса разработчикам. В течение полугода после его публикации он получил национальный статус всего лишь в девяти странах: Эстонии, Латвии, Словакии, Ирландии, Великобритании, Дании, Словении, Мальте и на Кипре. В некоторых европейских странах уже предпринимались ранее попытки сделать терминологию в этой области унифицированной на национальном уровне, например, в Австрии (документ ONORM M 7109:2002) и Германии (документ VDI 4602-1:2007). Такой опыт имеет и Япония (JIS Z 9212:1983, JIS Z 9211:1982).
«Энергоменеджмент и энергоэффективность — Глоссарий терминов» прежде всего, издан в поддержку европейского законодательства, обновленной Директивы № 2010/31/ЕС об энергетической эффективности зданий. Этот словарь представляет собой компиляцию терминов из научной литературы и из различных нормативных документов, а также их взаимосвязь друг с другом, необходимые комментарии, включая группировку терминов по семи разделам:
Формально данный словарь не является стандартом, так как издан по формату технического отчета (международная транскрипция Technical Report, TR) и у любой группы технических экспертов есть возможность предложить свои дефиниции. Тем не менее, разработчикам корпоративных и национальных стандартов все же настоятельно рекомендуется использовать терминологию и определения настоящего словаря. На терминологии этого словаря опирается европейский стандарт EN 15900:2010 - «Энергоэффективные сервисы — Дефиниции и требования» (международная транскрипция - «Energy efficiency services — Definitions and requirements»), вышедший летом 2011 года.
На международном уровне общий по ряду ключевых моментов словарь лишь готовится. Результатом этого будет совместный стандарт ISO/IEC 13273 - «Энергетическая эффективность и возобновляемые источники энергии — Общая международная терминология» (международная транскрипция «Energy efficiency and renewable energy sources – Common international terminology»).
Основные этапы проведения сертификации:
- Установление (определение) сооружений, оборудования, процессов и персона ла в значительной степени затрагивающих энергопотребление (идентифика ция энергетических аспектов).
- Выявление законодательных и других требований в области энергосбереже ния, которым должна следовать компания.
- Определение энергополитики, энергоцелей и показателей, программ энер гоменеджмента.
- Распределение обязанностей, ответственности и полномочий в системе энергоменеджмента.
- Установление необходимого уровня компетентности персонала. - Составление плана-графика разработки необходимой документации.
Этапы создания и внедрения Системы энергоменеджмента на предприятии:
Этот этап заключается в разъяснении целей и основных задач новой системы каждому члену создаваемой структуры, а так же всем структурным подразде лениям предприятия и его руководящим работникам.
Внедрение Стандарта предприятия по системе энергоменеджмента должно включать в себя:
Можно выделить следующие риски, оказывающие влияние на достижение цели и задач государственной программы по энергоэффективности:
1. Макроэкономические риски. Продолжительная рецессия мировой экономики и обусловленное этим ухудшение внутренней и внешней конъюнктуры мировых цен на товары российского экспорта, являющиеся основными источниками доходов российского бюджета, может помешать развитию ТЭК.
1.1. Последствия мирового финансово-экономического кризиса, а также его большая продолжительность, недостаточный темп и эффективность преобразований в топливно-энергетическом комплексе, которые должны создать основу для устойчивого посткризисного развития.
Снижение темпов роста экономики и уровня инвестиционной активности, мировой финансовый кризис, повышение уровня инфляции не позволят интенсифицировать развитие отраслей ТЭК.
В этих условиях возрастет роль государственного участия в развитии российского энергетического сектора, в том числе в обеспечении необходимыми ресурсами для строительства и модернизации энергетической инфраструктуры, предоставлении бизнесу государственных гарантий под реализацию приоритетных долгосрочных инвестиционных проектов, поддержке финансово-экономической устойчивости системообразующих компаний энергетического сектора.
В этой связи, основными мерами управления риском такого характера являются: создание необходимых условий и снятие основных барьеров (как на внутреннем рынке, так и во взаимодействии с зарубежными партнерами); корректировка и синхронизация планов и программы развития энергетического сектора с мероприятиями, предусмотренными Концепцией долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации до 2020 года, утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 ноября 2008 г. № 1662-р (с учетом вероятной корректировки сроков и параметров реализации последних в результате влияния глобального экономического кризиса).
Кроме того, планируется осуществить работы по развитию и обновлению основных производственных фондов и инфраструктуры энергетического сектора (в том числе по завершению наиболее важных из ранее начатых проектов), выделить территории и регионы, в которых необходимо обеспечить опережающее развитие энергетической инфраструктуры и перелом негативных тенденций в развитии сырьевой базы энергетики, завершить формирование базовых рыночных институтов, стабильной и эффективной нормативной правовой базы и системы государственного регулирования в энергетике.
1.2. Отставание российского энергетического сектора от ускоренного посткризисного развития передовых стран, отсутствие необходимых условий для последующего перехода к инновационной энергетике будущего.
Не соответствующее мировым темпам, техническое и технологическое обновление отраслей российского топливно-энергетического комплекса за счет отечественных технологий, материалов и оборудования, не позволит создать своевременные и достаточные условия для перехода на новую технологическую волну, связанную с расширенным использованием неуглеводородной энергетики в мировой экономике.
В этих условиях прямое государственное участие в развитии энергетического сектора будет постепенно ослабевать и заменяться на различные формы частно-государственного партнерства, особенно в части строительства и модернизации энергетической инфраструктуры, развития инноваций. При этом государство должно усилить свое регулирующее влияние в сфере совершенствования и оптимизации институциональной среды в российском энергетическом секторе.
В этой связи, основными мерами управления риском такого характера являются: инновационное обновление отраслей топливно-энергетического комплекса за счет отечественных технологий, материалов и оборудования; расширенное использование неуглеводородной энергетики в экономике.
1.3. Обеспечение необходимого уровня качества и эффективности инноваций в энергетическом секторе.
Недостаточный уровень качества и эффективности инноваций приведет к увеличению степени ориентации энергетического сектора при модернизации на использование импортных технологий и оборудования, что вызовет зависимость российского топливно-энергетического комплекса от зарубежных компаний, значительно снизит потребность в российском оборудовании, приведет к спаду в отечественном машиностроении и других секторах экономики, а также торможению развития российской науки.
В этих условиях роль государственного участия в развитии энергетического сектора должно заключаться в усилении роли государства в модернизации сектора исследований и разработок, качественной подготовке научных и инженерных кадров, преимущественной поддержке инновационных направлений развития энергетического сектора и инновационной сферы топливно-энергетического комплекса, а также в регулировании и обеспечении устойчивой институциональной среды для эффективного функционирования энергетического сектора. При этом должна возрасти государственная поддержка деятельности технологических платформ в энергетическом секторе и инновационных кластеров. Должна быть создана сеть государственных научных центров и национальных исследовательских центров в топливно-энергетическом комплексе.
2. Техногенные и экологические риски. С учетом того, что износ основных фондов в энергетике достигает в среднем 60 - 70%, вероятность техногенной аварии является довольно высокой, при этом велика и вероятность нанесения окружающей среде существенного ущерба. Любая крупная техногенная или экологическая катастрофа, возможные лавинообразные отказы действующего оборудования потребуют серьезных дополнительных капиталовложений и приведут к отвлечению средств с других объектов энергетического сектора. В последние годы риски подобных происшествий повысились в связи с увеличением вероятности террористических действий. В числе побочных последствий таких происшествий можно ожидать снижение инвестиционной привлекательности и рейтинга доверия со стороны кредитных организаций и международных финансовых институтов.
В этой связи основными мерами управления риском такого характера в целях его минимизации, являются: обновление основных фондов, переход к прогрессивным технологиям, и реализации мероприятий риск-менеджмента.
3. Недостаточный уровень бюджетного финансирования. Сокращение финансирования энергетики из федерального бюджета по сравнению с установленными нормативными значениями - не редкость в настоящее время. Недофинансирование запланированных мероприятий создает угрозу срыва решения задач.
В этой связи, основными мерами управления риском такого характера, являются: развитие государственно-частного партнерства; стимулирование инвестиционной деятельности; расширение числа возможных источников финансирования, мероприятий по оптимизации издержек и повышению эффективности управления.
Необходимо отметить, что управление рисками в целях их минимизации, также предусматривается мероприятиями государственной программы по совершенствованию государственного регулирования, предусматривающего: совершенствование тарифного, налогового, таможенного и антимонопольного регулировании, а также повышение инвестиционной привлекательности топливно-энергетического комплекса.
Контрольные вопросы
Литература
1. ISO 50001:2011 «Системы энергетического менеджмента — Требования с руководством по использованию» ISO 50001:2011 «Energy management systems – Requirements with guidance for use»[Electronic resource] / International Organization for Standartization. – Geneva, Switzerland, 2011.- 22 p. - Mode of access: http://www.iso.org/iso/catalogue_detail?csnumber=51297.
2 Клюшников В.Н. О Программе разработки национальных стандартов на 2008 год // Мир стандартов. - 2008. - № 3(24). - С.82-97.
3. Хохлявин С.А. Система энергоменеджмента: от стандартов национальных к стандартам ISO // Энергобезопасность в документах и фактах. -2007. -№ 5(17). -С.13-17.
4. Хохлявин С.А. Система энергоменеджмента в проекте будущего стандарта EN 16001 // Энергобезопасность в документах и фактах. - 2008. - № 2(20). - С.17-22.
5. Хохлявин С.А. Стандарт ISO 50001: системный подход к энергоменеджменту // ЭнергоАудит.- 2009. - № 3(11). - С.36-39.
7. Edwin Piñero, Future ISO 50001 for energy management systems // ISO Focus. – September 2009. – P.18-20.
8. IEA — ISO joint position paper "International Standards to develop and promote energy efficiency and renewable energy sources" // Special ISO Focus — World Energy Congress 2007. — P.5-10
РАЗДЕЛ 8
МЕТОДЫ И КРИТЕРИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ
8.1. Энергобаланс промышленного предприятия
Назначение энергобаланса
Разработка и анализ энергетических балансов направлены на решение следующих основных задач:
Таблица 8.1.
Виды энергетических балансов
|
Классификационный признак |
Виды энергетических балансов |
|
В зависимости от времени разработки |
|
|
По объектам энергопотребления |
|
|
Окончание таблицы 8.1. |
|
|
В зависимости от целевого назначения |
|
|
Классификационный признак |
Виды энергетических балансов |
|
Исходя из совокупности видов анализируемых энергетических потоков |
|
|
По способу разработки |
|
|
По форме составления |
|
При составлении частных энергетических балансов количественное измерение энергоносителей производится в гигакалориях, киловатт-часах и тоннах условного топлива. При составлении сводного энергетического баланса измерение различных энергоносителей производится в тоннах условного топлива. Пересчет различных видов энергоносителей в условное топливо осуществляется по удельным расходам топлива на их производство на предприятии или в соответствующей энергосистеме при внешнем энергоснабжении.
При составлении частных энергетических балансов количественное измерение энергоносителей производится в джоулях (Дж, МДж, ГДж), киловатт-часах (кВт×ч), тоннах условного топлива (т.у.т.). При составлении сводного энергетического баланса измерение различных энергоресурсов и энергоносителей производится в тоннах условного топлива.
Состав первичной информации по разработке и анализу энергетических балансов промышленных предприятий
К первичной информации по разработке и анализу энергетических балансов промышленных предприятий относят:
В качестве проектных и отчетных (фактических) данных по энергоиспользованию принимают:
Технические и энергетические характеристики технологических процессов и установок являются основой для разработки аналитических энергетических балансов и должны содержать необходимые данные для оценок эффективности использования энергоносителей, в том числе:
Технические и энергетические характеристики выявляют для наиболее энергоемкого энергоиспользующего оборудования
Структура энергетического баланса
Энергобаланс является отражением закона сохранения энергии в условиях конкретного производства. Энергетический баланс (энергобаланс) состоит из приходной и расходной частей.
Приходная часть энергобаланса содержит количественный перечень энергии, поступающей посредством различных энергоносителей (ископаемое топливо и ядерное горючее, газ, пар, вода, воздух, электрическая энергия). Расходная часть энергобаланса определяет расход энергии всех видов во всевозможных ее проявлениях, потери при преобразовании энергии одного вида в другой при ее транспортировке, а также энергию, накапливаемую (аккумулируемую), в специальных устройствах (например, гидроаккумулирующих установках). Как и в любых других балансах, например, бухгалтерских, приходная и расходная часть энергобаланса должны быть равны.
Энергетический баланс показывает соответствие, с одной стороны, суммарной подведенной энергией и, с другой стороны, суммарной полезно используемой энергией и ее потерями. При составлении баланса рассматриваются все виды потребляемой на предприятии энергии: электроэнергия, газ, мазут, вода, пар и т.п. Потребление энергии на все цели на каждом участке предприятия измеряется количественно, кроме того, оцениваются и потери энергии.
Составление баланса производится на основе данных о фактическом потреблении энергии на конкретных участках данного предприятия (двигатели, электрооборудование, освещение и т.д.). Для получения такой информации используются специальные приборы – счетчики электроэнергии, газа, пара, воды и пр.
Изучение энергетических балансов дает возможность установить фактическое состояние использования энергии, как на отдельных участках предприятия, так и на предприятии в целом. Энергетический баланс позволяет сделать выводы об эффективности работы предприятия. После закрытия баланса должны быть выявлены точки, участки на предприятии, где можно сэкономить энергию.
Таблица 8.2.
Аналитическая форма теплового баланса шахтной печи
|
Статья баланса |
Фактический тепловой баланс печи |
Эталонный тепловой баланс печи |
||
|
ккал/ч |
% |
ккал/ч |
% |
|
|
1. Приход теплоты |
||||
|
Тепловая энергия, полученная от сжигания топлива |
||||
|
Тепловая энергия, введенная с другими энергоносителями: |
||||
|
агломератом: |
||||
|
физическая часть |
||||
|
химическая часть |
||||
|
дутьевым воздухом |
||||
|
тепловая энергия экзотермической реакции* |
||||
|
2. Расход тепловой энергии |
||||
|
Полезный расход тепловой энергии: |
||||
|
черновой свинец: |
||||
|
физическая часть |
||||
|
химическая часть |
||||
|
Потери тепловой энергии: |
||||
|
с уходящими газами: |
||||
|
физическая часть |
||||
|
химическая часть |
Окончание таблицы 8.2
|
Статья баланса |
Фактический тепловой баланс печи |
Эталонный тепловой баланс печи |
||
|
ккал/ч |
% |
ккал/ч |
% |
|
|
с пылью: |
||||
|
физическая часть |
||||
|
химическая часть |
||||
|
со шлаком: |
||||
|
физическая часть |
||||
|
химическая часть |
||||
|
с охлаждающей водой |
||||
|
в окружающую среду |
||||
|
3. Выработка вторичных энергоресурсов: |
||||
|
пар испарительного охлаждения |
||||
|
4. КПД печи фактический |
||||
|
КПД печи нормативный (паспортный) |
||||
|
Экономия (+), перерасход (-) энергоресурса |
Анализ энергетических балансов
Главная цель электробаланса – определение степени полезного использования электроэнергии и поиск путей снижения потерь, рационализации электропотребления. Поэтому основным видом баланса следует считать баланс активной энергии, в основном определяющий реальный редким электропотребления и уровень использования электроэнергии.
На предприятиях разрабатывают три основных вида электробалансов:
Анализ использования энергоносителей заключается в сравнении фактических показателей энергоиспользования с нормативными, фактическими за прошлый год, перспективными, аналогичными на других предприятиях и т.п. При этом необходимым условием сравнения показателей является обеспечение условий сопоставимости.
Основными показателями эффективности энергоиспользования являются:
В результате составления и анализа энергетических балансов должны быть сформулированы конкретные направления экономии топлива и энергии на предприятии и количественные показатели резервов экономии:
8.2. Интенсивное энергосбережение
Существует два направления энергосбережения – экстенсивное и интенсивное. Экстенсивное (от слова extensivus – расширяющийся, удлиняющийся (лат.)) энергосбережение означает количественное уменьшение потребления энергии. Например, выключение освещения в светлое время суток, ужесточение норм энергопотребления, устранение хищений топливно-энергетических ресурсов и т.п. Все эти мероприятия не предполагают замену энергооборудования и совершенствования процессов энергопотребления и не требуют инвестиций и капитальных вложений. Тем не менее, экстенсивное энергосбережения позволяет получить положительный эффект энергосбережения там, где имеет место расточительное использование энергоресурсов.
Гораздо большего эффекта позволяет достичь интенсивное (от слова intension – напряженный, усиленный (лат.)) энергосбережение. Интенсивное энергосбережение предполагает изменение качества энергоустановок и технологических линий, которые приводят к повышению производительности и качества продукции и (или) к снижению энергоемкости продукции. Изменение качества потребителей энергии почти всегда требует капитальных вложений и других инвестиций, однако, эффективность таких вложений более высокая, чем в другие (не энергосберегающие) проекты.
Реализация интенсивного энергосбережения осуществляется на основе совокупности мероприятий по внедрению:
Приложение № 7 Государственной программы Российской Федерации «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года», утверждённой распоряжением Правительства Российской Федерации от 27 декабря 2010 г. № 2446-р, содержит перечень наиболее значимых мероприятий и проектов, направленных на реализацию концепции интенсивного энергосбережения. Мероприятия представлены в разрезе семи подпрограмм, охватывающих стратегические направления энергосбережения и энергоэффективности.
Подпрограмма «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в теплоснабжении и системах коммунальной инфраструктуры» включает числе модернизация действующих и строительство новых котельных мощностью от 3 до 100 Гкал/час, а также повышение энергетической эффективности при передаче тепловой энергии по тепловым сетям, в том числе строительство новых тепловых сетей, ремонт и замена действующих тепловых сетей (диаметром до 200 мм; от 200 до 400 мм; от 400 до 600 мм; свыше 600 мм) с использованием современных технологий и видов теплоизоляций со снижением доли потерь тепловой энергии в 2020 году до 10,7 процента.
Для котельных предусматривается Внедрение когенерации, в том числе совместная выработка тепловой и электрической энергии на котельных за счет использования перепада давления пара на паровых котельных для выработки электроэнергии (достаточной для покрытия собственных нужд), внедрение газотурбинных надстроек в газовых котельных с целью выработки электроэнергии на базе теплового потребления, использования газопоршневых аппаратов для выработки электроэнергии и теплоты для собственных нужд, строительство мини-ТЭЦ.
В сфере водоснабжения и водоотведения в соответствии с программой планируется Внедрение регулируемого привода, в том числе внедрение эффективных электродвигателей и оптимизация систем работы электродвигателей и внедрение частотно-регулируемого привода на электродвигателях водозаборов, насосных и канализационных станций
Кроме того, системы уличного освещения будут использовать энергоэффективные уличные светильники, доля которых к 2020 году должна составить 99 процентов
Подпрограмма «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в промышленности» включает широкий спектр мероприятий в том числе, направленных на повышение энергетической эффективности добычи и переработки топлива с использованием современных технологий;
Повышение энергетической эффективности энергоемких промышленных производств, в том числе за счет вывода из эксплуатации старого оборудования, ввода новых мощностей, соответствующих по удельным расходам лучшей мировой практике и модернизации мощностей.
К типовым проектам в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности в промышленности отнесены следующие:
Подпрограмма «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в сельском хозяйстве» включает типовые проекты:
проект «Повышение топливной экономичности парка тракторов»;
проект «Повышение энергетической эффективности тепличного хозяйства».
Подпрограмма «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на транспорте» предусматривает реализацию типовых проектов:
Подпрограмма «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в государственных (муниципальных) учреждениях и сфере оказания услуг» предписывает реализацию следующих основных мероприятий:
В подпрограмму «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в жилищном фонде» включены нижеследующие направления:
8.3. Показатели и критерии оценки эффективности энергосбережения
В государственной и отраслевой статистике имеется более десятка форм, в которых отражены показатели энергопотребления и эффективности энергоиспользования на предприятиях, в отраслях, регионах, на макроуровне экономики.
Состав и область применения показателей энергосбережения
Выделяют три основные группы показателей (индикаторов) реализации энергосбережения:
ГОСТ Р 51541-99 «Энергетическая эффективность. Состав показателей»
устанавливает основные виды показателей энергосбережения и энергетической эффективности, вносимых в нормативные (технические, методические) документы, техническую (проектную, конструкторскую, технологическую, эксплуатационную) документацию на энергопотребляющую продукцию технологические процессы, работы и услуги.
Показатели энергосбережения характеризуют деятельность (научную, производственную, организационную, экономическую, техническую) юридических и физических лиц по реализации мер, направленных на эффективное использование и экономное расходование ТЭР на всех стадиях их жизненного цикла.
Показатели энергосбережения используют при:
Организационную, техническую, научную, экономическую деятельность в области энергосбережения характеризуют показателями:
Производственную (хозяйственную) деятельность в области энергосбережения характеризуют сравнительными показателями энергопотребления и энергоемкости производства продукции в отчетном году в сравнении с базовым годом в сопоставимых условиях — при приведении к равным объемам и структуре производства продукции. А также абсолютными, удельными и относительными показателями энергопотребления, потерь энергетических ресурсов в ходе хозяйственной деятельности за определенный промежуток времени.
Применительно к изделиям, оборудованию, материалам, ТЭР (далее – продукция) и технологическим процессам для характеристики энергосбережения используют показатели их энергетической эффективности.
Различают следующие основные показатели энергетической эффективности:
Показатели экономичности энергопотребления и энергетической эффективности передачи (хранения) ТЭР:
Показатели энергоемкости производства продукции вводят в нормативную и техническую документацию на материалы, изделия, технологические процессы.
Нормативные показатели энергетической эффективности, устанавливаемые в нормативных документах по стандартизации, разрабатывают на основе:
Нормативные показатели энергоэффективности продукции устанавливают с указанием требований к допустимому изменению нормируемых значений показателей за период нормальной эксплуатации данной продукции.
Классификация показателей энергетической эффективности представлена в табл. 8.3.
Таблица 8.3.
Классификация показателей энергетической эффективности
|
Признак |
Виды показателей, примеры, уточнения |
|
По группам однородной продукции |
Примеры: показатели энергоэффективности электродвигателей, паровых турбин, холодильников |
|
По виду используемых энергоресурсов (энергоносителей) |
Примеры: показатели энергоэффективности использования электроэнергии, топлива (котельно-печное, моторное), тепловой энергии (горячая вода, водяной пар, хладагенты), сжатого газа, воды, находящейся под давлением, энергии физических полей (электромагнитное, акустическое, радиационное) и т.п. |
|
По методам определения показателей |
|
Окончание таблицы 8.3.
|
Признак |
Виды показателей, примеры, уточнения |
|
|
|
По области использования |
|
|
По уровню интегрированности рассматриваемого объекта |
Примеры: показатели энергоэффективности станка, производственного технологического комплекса, системы энергоснабжения предприятия, региона и т.п. |
Показатели эффективности мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности
Официальных специализированных методик или нормативных документов, которыми был бы установлен порядок расчета эффективности мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности, до настоящего времени не утверждено. Для осуществления данных расчетов используют различные методики, приведенные в научной и справочной литературе. Для оценки экономической эффективности мероприятий по энергосбережению чаще всего пользуются «Методическими рекомендациями по оценке эффективности инвестиционных проектов», утве6ржденными Министерством экономики Российской Федерации, Министерством финансов российской Федерации, Государственным комитетом Российской Федерации по строительной, архитектурной и жилищной политике 21 июня 1999 года № ВК-477.
Показатели экономической эффективности инвестиционных проектов
Эффективность инвестиционных проектов определяется на основе системы показателей:
Одной из составляющих комплексной оценки эффективности проекта является выявление его социальных и экологических последствий.
Коммерческая (финансовая) эффективность проекта учитывает финансовые последствия реализации проекта для ее непосредственных участников. Она определяется соотношением затрат и финансовых результатов, обеспечивающих требуемый уровень доходности. Коммерческая эффективность может рассчитываться для инвестиционного проекта в целом или для конкретных участников проекта с учетом их вклада.
Показатели эффективности проекта в целом исчисляются по результатам инвестиционной и операционной деятельности, т.е. на основании потока реальных денег без учета результатов финансовой деятельности, а показатели эффективности для участников проекта включают все притоки и оттоки денежных средств конкретного участника.
Бюджетная эффективность проекта отражает влияние реализации проекта на доходы и расходы федерального, регионального или местного бюджета. Основным показателем бюджетной эффективности проекта является бюджетный эффект, который используется для обоснования заложенных в проекте мер федеральной или региональной поддержки. Для шага tбюджетный эффект B(t) определяется как разность между доходами R(t) и расходами E(t) соответствующего бюджета
B(t) = R(t) – E(t). (8.1)
Интегральный бюджетный эффект B(int) рассчитывается как превышение интегральных доходов бюджета R(int) над интегральными расходами бюджета E(int)
B(int) = R(int) - E(int). (8.2)
Экономическая эффективность отражает воздействие процесса реализации инвестиционного проекта на внешнюю для проекта среду и учитывает соотношение результатов и затрат по инвестиционному проекту, которые прямо не связаны с финансовыми интересами участников проекта и могут быть количественно оценены.
Показатели народно-хозяйственной эффективности определяют эффективность проекта с позиций экономики в целом, отрасли, региона, связанных с реализацией проекта.
Выбор инвестиционного проекта, предусматривающего государственную поддержку, производится исходя из максимального интегрального эффекта, учитывающего коммерческую, бюджетную и народно-хозяйственную экономическую эффективность.
Выделение подобных видов достаточно искусственно и связано с определением единого показателя экономической эффективности для различных объектов и уровней экономической системы: народного хозяйства в целом (глобальный критерий экономической эффективности), регионального, отраслевого, уровня предприятия или конкретного инвестиционного проекта.
Согласно методическим рекомендациям эффективность инвестиций характеризуется системой показателей, отражающих соотношение затрат и результатов и позволяющих судить об экономических преимуществах одних инвестиций над другими.
Показатели эффективности инвестиций можно классифицировать по следующим признакам.
1. По виду обобщающего показателя, выступающего в качестве критерия экономической эффективности инвестиций:
2.. По методу сопоставления разновременных денежных затрат и результатов:
К статическим относятся показатели, основанные на учетных оценках, а к динамическим – на дисконтированных оценках.
К группе статических относятся срок окупаемости инвестиций (Payback Period, PP) и коэффициент эффективности инвестиции (Accounting Rate of Return, ARR).
К динамическим показателям относятся: чистый дисконтированный доход (чистая текущая стоимость – Net Present Value, NPV); индекс рентабельности инвестиции (Profitability Index, PI); внутренняя норма рентабельности (Intend Rate of Return, IRR); модифицированная внутренняя норма рентабельности (Modified Internal Rate of Return, MIRR); дисконтированный срок окупаемости инвестиции (Discounted Payback Period, DPP).
Оценка эффективности каждого инвестиционного проекта должна учитывать:
Рассмотрим основные методы оценки эффективности инвестиционных проектов и выясним их основные достоинства и недостатки.
Статические показатели оценки. Срок окупаемости инвестиций
Наиболее распространенным статическим показателем оценки инвестиционных проектов является срок окупаемости (Payback Period, PP).
Под сроком окупаемости проекта понимается период от момента начала его реализации до того момента эксплуатации объекта, в который доходы от эксплуатации становятся равными первоначальным инвестициям (капитальным затратам и эксплуатационным расходам). Экономический смысл показателя заключается в определении срока, за который инвестор может вернуть инвестированный капитал.
Для расчета срока окупаемости элементы платежного ряда суммируются нарастающим итогом, формируя сальдо накопленного потока, до тех пор пока сумма не примет положительное значение. Порядковый номер интервала планирования, в котором сальдо накопленного потока становится положительным, указывает срок окупаемости, выраженный в интервалах планирования.
Общая формула расчета показателя РР имеет вид:
РР = min, при котором ∑ Pk ≥ I0, (8.3)
где Рк– величина сальдо накопленного потока;
I0 – величина первоначальных инвес тиций.
При получении дробного числа оно округляется в сторону увеличения до ближайшего целого.
Как измеритель, критерий «срок окупаемости» прост и понятен. Однако он имеет существенные недостатки, Основной недостаток статического показателя в том, что он не учитывает стоимость денег во времени, т.е. не делает различия между проектами с одинаковым сальдо потока доходов, но с разным распределением по годам.
Коэффициент эффективности инвестиций
Другим показателем статической финансовой оценки проекта является коэффициент эффективности инвестиций (Accounting Rate of Return, ARR). Данный коэффициент называют также учетной нормой прибыли или коэффициентом рентабельности проекта.
Существует несколько алгоритмов исчисления ARR.
Первый вариант расчета основан на отношении среднегодовой величины прибыли (за минусом отчислений в бюджет) от реализации проекта за период к средней величине инвестиций:
ARR = Pr/ (1/2) Iср0, (8.4)
где Рr – среднегодовая величина прибыли (за минусом отчислений в бюджет) от реализации проекта,
Iср0. – средняя величина первоначальных вложений, если предполагается, что по истечении срока реализации проекта все капитальные затраты будут списаны.
Иногда показатель рентабельности проекта рассчитывается на основе первоначальной величины инвестиций:
ARR = Pr/ I0. (8.5)
Рассчитанный на основе первоначального объема вложений, он может быть использован для проектов, создающих поток равномерных доходов (например, аннуитет) на неопределенный или достаточно длительный срок.
Второй вариант расчета основан на отношении среднегодовой величины прибыли (за минусом отчислений в бюджет) от реализации проекта за период к средней величине инвестиций с учетом остаточной или ликвидационной стоимости первоначальных инвестиций (например, ликвидационной стоимости оборудования при завершении проекта):
ARR= Рr/ (1/2) (I0 - If), (8.6)
где Рr – среднегодовая величина прибыли (за минусом отчислений в бюджет) от реализации проекта,
I0 – средняя величина (величина) первоначальных вложений,
If –остаточная, или ликвидационная, стоимость первоначальных инвестиций.
Преимуществом показателя эффективности инвестиций является простота расчета. В то же время этот показатель имеет существенные недостатки. Он не учитывает стоимости денег во времени и не предполагает дисконтирования, соответственно, не учитывает распределения прибыли по годам, а значит, применим только для оценки краткосрочных проектов с равномерным поступлением доходов. Кроме того, в связи с этим невозможно оценить вероятные различия проектов, связанных с различными сроками осуществления.
Поскольку метод основан на бухгалтерской характеристике инвестиционного проекта – среднегодовой величине прибыли, то коэффициент эффективности инвестиций не обеспечивает количественной оценки прироста экономического потенциала компании; однако данный коэффициент дает представление о влиянии инвестиций на ее бухгалтерскую отчетность. Показатели бухгалтерской отчетности иногда являются важнейшими при анализе инвесторами и акционерами привлекательности компании.
Динамические показатели оценки.
Чистый дисконтированный доход (чистая текущая стоимость – Net Present Value, NPV)
В Методических рекомендациях по оценке эффективности инвестиционных проектов предложено официальное название данного критерия – чистый дисконтированный доход (ЧДД).
Величина чистого дисконтированного дохода (NPV) рассчитывается как разность дисконтированных денежных потоков доходов и расходов производимых в процессе реализации инвестиции за прогнозный период.
Суть критерия состоит в сравнении текущей стоимости будущих денежных поступлений от реализации проекта с необходимыми для этого расходами.
Применение метода предусматривает последовательное прохождение следующих стадий:
NPVдля постоянной нормы дисконта и разовой первоначальной инвестиции определяют по следующей формуле:
NPV = -I0 + ∑ Ct (1 + i)-t (8.7)
где I0– величина первоначальной инвестиции;
Сt– денежный поток от реализации инвестиций в момент времени t;
t– шаг расчета (год, квартал, месяц и т. д.);
i– ставка дисконтирования.
Денежные потоки должны рассчитываться в текущих или дефлированных ценах. При прогнозировании доходов по годам необходимо по возможности учитывать все виды поступлений как производственного, так и непроизводственного характера, которые могут быть связаны с данным проектом. Так, если по окончании периода реализации проекта планируется поступление средств в виде ликвидационной стоимости оборудования или высвобождения части оборотных средств, то они должны быть учтены как доходы соответствующих периодов.
В основе расчетов по данному методу лежит посылка о различной стоимости денег во времени. Процесс пересчета будущей стоимости денежного потока в текущую называется дисконтированием (от англ. discont – уменьшать).
Ставка, по которой происходит дисконтирование, называется ставкой дисконтирования (дисконта), а множитель F = 1/ (1+ i)t – фактором дисконтирования.
Если проект предполагает не разовую инвестицию, а последовательное инвестирование финансовых ресурсов в течение ряда лет, то формула для расчета NPVмодифицируется следующим образом:
NPV = - ∑ It (1 + i)-t + ∑Ct(1 + i)-t (8.8)
где It – денежный поток первоначальных инвестиций;
Сt– денежный поток от реализации инвестиций в момент времени t,
t – шаг расчета (год, квартал, месяц и т. д.);
i– ставка дисконтирования.
Т – величина расчетного периода;
Условия принятия инвестиционного решения на основе данного критерия сводится к следующему:
если NPV>О, то проект следует принять;
NPV<О, то проект принимать не следует;
NPV= 0, то принятие проекта не принесет ни прибыли, ни убытка.
В основе данного метода заложено следование основной целевой установке, определяемой инвестором, – максимизация его конечного состояния или повышение ценности фирмы. Следование данной целевой установке является одним из условий сравнительной оценки инвестиций на основе данного критерия.
Отрицательное значение чистой текущей стоимости свидетельствует о нецелесообразности принятия решений о финансировании и реализации проекта, поскольку если NPV< 0, то в случае принятия проекта ценность компании уменьшится, т.е. владельцы компании понесут убыток и основная целевая установка не выполняется.
Положительное значение чистой текущей стоимости свидетельствует о целесообразности принятия решений о финансировании и реализации проекта при сравнении альтернативных вариантов вложении предпочтительным считается вариант с наибольшей величиной NPV, поскольку если NPV>0, то в случае принятия проекта ценность компании, а, следовательно, и благосостоянии ее владельцев увеличатся. Если NPV=0, то проект следует принять при условии, что реализация усилит поток доходов от ранее осуществляемых проектов вложения капитала.
Срок эксплуатации необходимо, установить при анализе эффективности до начала применения метода чистого дисконтированного дохода (ЧДД).
При расчете NPV могут использоваться различные по годам ставки дисконтирования. В данном случае необходимо к каждому денежному потоку при менять индивидуальные коэффициенты дисконтирования, которые будут соответствовать данному шагу расчета. Кроме того, возможна ситуация, что проект, приемлемый при постоянной дисконтной ставке, может стать неприемлемым при переменной.
Показатель чистого дисконтированного дохода учитывает стоимость денег во времени, имеет четкие критерии принятия решения и позволяет выбирать проекты для целей максимизации стоимости компании. Кроме того, данный показатель является абсолютным показателем и обладает свойством аддитивности, что позволяет складывать значения показателя по различным проектам и использовать суммарный показатель по проектам в целях оптимизации инвестиционного портфеля, т.е. справедливо следующее равенство:
NPVA+ NPVB= NPVA+B. (8.9)
При всех его достоинствах, метод имеет и существенные недостатки. В связи с трудностью и неоднозначностью прогнозирования и формирования денежного потока от инвестиций, а также с проблемой выбора ставки дисконта может возникнуть опасность недооценки риска проекта.
Индекс рентабельности инвестиций
Индекс рентабельности (прибыльности, доходности) (Profitability Index, PI) рассчитывается как отношение чистой текущей стоимости денежного притока к чистой текущей стоимости денежного оттока (включая первоначальные инвестиции):
PI = ∑ (Pk / (1 + i)k) / I0 (8.10)
или
PI = ∑ C t (1 + i)-t / I0 (8.11)
где I0 – инвестиции предприятия в момент времени 0;
Ct – денежный поток предпри ятия в момент времени t;
i – ставка дисконтирования.
Индекс рентабельности является относительным показателем эффективности инвестиционного проекта и характеризует уровень доходов на единицу затрат, т.е. эффективность вложений: чем больше значение этого показателя, тем выше отдача денежной единицы, инвестированной в данный проект. С целью максимизации суммарного значения NPV данному показателю следует отдавать предпочтение при комплектовании портфеля инвестиций.
Условия принятия проекта по данному инвестиционному критерию следующие:
если PI>1, то проект следует принять;
если PI<1, то проект следует отвергнуть;
если PI=1, то проект не является ни прибыльным, ни убыточным.
Нетрудно заметить, что при оценке проектов, предусматривающих одинаковый объем первоначальных инвестиций, критерий PI полностью согласуется с критерием NPV.
Таким образом, критерий PI является определяющим при выборе одного проекта из ряда альтернативных, имеющих примерно одинаковые значения NPV, но разные объемы требуемых инвестиций.
К недостаткам метода можно отнести его неоднозначность при дисконтировании отдельно денежных притоков и оттоков.
Внутренняя норма рентабельности
Под внутренней нормой рентабельности (Internal Rate of Return, IRR), или внутренней нормой прибыли, инвестиций понимают значение ставки дисконтирования, при котором NPV проекта равен нулю:
IRR= i, при котором NPV= f(i) = 0. (8.12)
Экономический смысл данного показателя заключается в следующем: предприятие может принимать любые решения инвестиционного характера, уровень рентабельности которых не ниже текущего значения показателя СС (цены капитала для данного проекта). Именно с ним сравнивается показатель IRR, рассчитанный для конкретного проекта, при этом связь между ними такова:
если IRR> СС, то проект следует принять;
если IRR< СС, то проект следует отвергнуть;
если IRR = СС, то проект не является ни прибыльным, ни убыточным.
К достоинствам этого критерия можно отнести объективность, независимость от абсолютного размера инвестиций, информативность. Кроме того, он легко может быть приспособлен для сравнения проектов с различными уровнями риска: проекты с высоким риском должны иметь большую внутреннюю норму доходности. Однако у него есть и недостатки: сложность «бескомпьютерных» расчетов, большая зависимость от точности оценки будущих денежных потоков, а также невозможность использования в случае наличия нескольких корней уравнения.
Преимущество метода внутренней нормы рентабельности перед методом чистого дисконтированного дохода заключается в возможности его интерпретирования. Он характеризует начисление процентов на затраченный капитал (рентабельность затраченного капитала).
Кроме этого, внутреннюю процентную ставку можно рассматривать в качестве критической ставки для определения абсолютной выгодности инвестиционной альтернативы в случае, если применяется метод чистой текущей стоимости в недействительности допущения о «надежных данных».
Таким образом, оценка инвестиций с помощью данного метода основана на определении максимальной величины ставки дисконтирования, при которой проекты окажутся безубыточными.
Критерии NPV, IRR и PI, наиболее часто применяемые в инвестиционном анализе, фактически представляют собой разные версии одной и той же концепции, поэтому их результаты связаны друг с другом. Таким образом, можно ожидать выполнения следующих математических соотношений для одного проекта:
если NPV> 0, то IRR>СС(i) PI> 1
если NPV<0, то IRR<СС (i) PI<1
если NPV=0, то IRR- СС(i) PI=1.
Модифицированная внутренняя норма рентабельности
Модифицированная ставка доходности (Modified Internal Rate of Return, MIRR) позволяет устранить существенный недостаток внутренней ставки рентабельности проекта, который возникает в случае неоднократного оттока денежных средств. Примером такого оттока является приобретение в рассрочку или строительство объекта недвижимости, ведущееся в течение нескольких лет. Основное отличие данного метода в том, что реинвестирование производится по безрисковой ставке, величина которой определяется на основе анализа финансового рынка.
В российской практике это может быть доходность срочного валютного вклада, предлагаемого Сберегательным банком России. В каждом случае аналитик определяет величину безрисковой ставки индивидуально, но, как правило, ее уровень сравнительно невысок.
Таким образом, дисконтирование затрат по безрисковой ставке дает возможность рассчитать их суммарную текущую стоимость, величина которой позволяет более объективно оценить уровень доходности инвестиций и является более корректным методом в случае принятия инвестиционных решений с нерелевантными денежными потоками.
Дисконтированный срок окупаемости инвестиций
Дисконтированный срок окупаемости инвестиций (Discounted Payback Period, DPP) устраняет недостаток статического метода срока окупаемости инвестиций и учитывает стоимость денег во времени, а соответствующая формула для расчета дисконтированного срока окупаемости DPP имеет вид:
DPP- min, при котором ∑Pk *1 / (1 + i)k≥ I0. (8.13)
Очевидно, что в случае дисконтирования срок окупаемости увеличивается, т.е. всегда DPP>PP.
При использовании критериев РР и DPP в оценке инвестиционных проектов решения могут приниматься исходя из следующих условий:
а) проект принимается, если окупаемость имеет место;
б) проект принимается только в том случае, если срок окупаемости не превышает установленного для компании предельного срока.
В общем случае определение периода окупаемости носит вспомогательный характер по отношению к чистой текущей стоимости проекта или внутренней норме рентабельности. Кроме того, недостаток такого показателя, как срок окупаемости, заключается в том, что он не учитывает последующих притоков денежных средств, а потому может оказаться неверным критерием привлекательности проекта.
Еще один существенный недостаток критерия «срок окупаемости» в том, что, в отличие от показателя NPV, он не обладает свойством аддитивности.
Иногда применение критерия «срок окупаемости» может иметь решающее значение для целей принятия решений по инвестированию. В частности, это может быть в случае, когда инвестиции сопряжены с высоким риском: чем короче срок окупаемости, тем проект предпочтительнее.
Кроме того, метод нашел свое применение и в расчете вариантов финансирования инвестиционных проектов. Критерии РР и DPP целесообразно рассчитывать для проектов, финансируемых за счет долгосрочных обязательств. Срок окупаемости проекта в данном случае должен быть меньше периода пользования заемными средствами.
В целом можно сделать вывод, что метод чистой текущей стоимости и метод внутренней нормы рентабельности в сочетании и с учетом их плюсов и минусов дают корректные результаты при обосновании решений об инвестировании.
8.4. Экономическое регулирование государства в сфере энергосбережения
Налоговая поддержка
В соответствии со статьей 67 Налогового кодекса Российской Федерации по инвестициям в создание объектов и технологий высокой энергетической эффективности, возможно предоставление инвестиционного налогового кредита. Постановлением Правительства Российской Федерации от 12 июля 2011 года № 562 «Об утверждении перечня объектов и технологий, имеющих высокую энергетическую эффективность, осуществление инвестиций в создание которых является основанием для предоставления инвестиционного налогового кредита» утвержден перечень таких объектов и технологий. Возможность использования инвестиционного налогового кредита решается с помощью индикатора энергетической эффективности и установленных максимальных значений этого индикатора на соответствующем объекте или технологии.
Постановление Правительства Российской Федерации от 12 июля 2011 г. № 562 отменяет действие постановления Правительства Российской Федерации от 25 октября 2010 года № 857 «Об утверждении перечня объектов и технологий, имеющих высокую энергетическую эффективность, осуществление инвестиций в создание которых является основанием для предоставления инвестиционного налогового кредита» и существенно увеличивает количество объектов, по которым возможно предоставление инвестиционного налогового кредита, с 4 до 56 объектов.
В соответствии с подпунктом 4 статьи 259.3 НК РФ, по основным средствам, имеющим высокую энергетическую эффективность и объектам, имеющим высокий класс энергетической эффективности (если в отношении таких объектов в соответствии с законодательством Российской Федерации предусмотрено определение классов их энергетической эффективности) к основной норме амортизации организации вправе применять коэффициент 2. Перечень таких объектов должен быть установлен постановлением Правительством Российской Федерации. На текущий момент перечень разработан, проходит согласование и в ближайшее время будет утвержден.
В соответствии с пунктом 21 статьи 381 НК РФ в отношении вновь вводимых объектов, имеющих высокую энергетическую эффективность и в отношении вновь вводимых объектов, имеющих высокий класс энергетической эффективности в течение трех лет со дня постановки на учет этого имущества организации освобождаются от уплаты налога на имущество. Перечень таких объектов устанавливается постановлением Правительства Российской Федерации и на текущий момент не утвержден.
Субъекты Российской Федерации в качестве мер налоговой поддержки мероприятий в сфере энергосбережения и повышения энергетической эффективности вправе устанавливать налоговые льготы по региональным налогам.
Бюджетная поддержка
В соответствии с частью 3 статьи 27 Закона № 261-ФЗ федеральная бюджетная поддержка в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности моет осуществляться за счет со финансирования расходных обязательств в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности субъектов Российской Федерации и муниципальных образований в форме субсидий из федерального бюджета.
Согласно Государственной программе предусмотрено финансирование за счет средств федерального бюджета на 2011-2020 гг. в размере 70 млрд.руб. Правила предоставления таких субсидий определены Постановлением №746. На основании распоряжения Правительства Российской Федерации от 21 октября 2011 года № 1843-р из федерального бюджета 55 субъектам Российской Федерации было предусмотрено предоставление такого со финансирования на общую сумму 5,271 млрд.руб.
В настоящее время разработаны и находятся на согласовании изменения в Постановление № 746, которыми будут установлены правила предоставления соответствующих субсидий в 2012 году и последующие годы (проект соответствующих изменений в прил2)
В соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 14 декабря 2010 № 1016 «Об утверждении Правил отбора инвестиционных проектов и принципалов для предоставления государственных гарантий Российской Федерации по кредитам либо облигационным займам, привлекаемым на осуществление инвестиционных проектов» по кредитам, облигационным займам на инвестиционные проекты в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности возможно предоставление государственных гарантий Российской Федерации.
Согласно Государственной программе предусмотрено предоставление государственных гарантий Российской Федерации по кредитам на реализацию проектов по энергосбережению и повышению энергетической эффективности на 2011-2020 гг. в размере 100 млрд.руб.
В соответствии с частью 2 статьи 27 Закона № 261-ФЗ одной из форм государственной поддержки инвестиционной деятельности в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности является возможность возмещения части затрат на уплату процентов по кредитам, займам, полученным в российских кредитных организациях на осуществление инвестиционной деятельности, реализацию инвестиционных проектов в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности. Однако, в Государственной программе, равно как в федеральном законе о федеральном бюджете на текущий год и плановый период, средства на эти цеди не предусмотрены. Правила предоставления соответствующих субсидий из федерального бюджета также до настоящего времени не приняты.
Меры бюджетной поддержки энергосбережения и повышения энергетической эффективности, реализуемые на уровне субъектов Российской Федерации, муниципальных образований могут заключаться в предоставлении субсидий из бюджетов соответствующего уровня и предоставления государственных гарантий субъектов Российской Федерации муниципальных гарантий по кредитам на реализацию проектов в области энергосбережения и энергетической эффективности.
В качестве примера можно привести следующие мероприятия по энергосбережению и повышению энергетической эффективности, на осуществление которых субъекты Российской Федерации, муниципальные образования вправе предоставлять субсидии:
Тарифная поддержка
Государственная поддержка тарифного (ценового) стимулирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности может осуществляться в соответствии с федеральными законами и иными нормативными актами Российской Федерации, законами и иными нормативными актами субъектов Российской Федерации посредством:
Одним из основных стимулов к повышению энергетической эффективности естественных монополий, организаций коммунального комплекса является применение долгосрочных методов тарифного регулирования, включая в первую очередь метод доходности инвестированного капитала, с одновременным закреплением обязательств компаний по качеству, надежности и развитию предоставляемых услуг. При таком регулировании у компаний возникают стимулы сокращать затраты, в том числе на энергетические ресурсы, повышать эффективность использования ресурсов, так как полученная в результате экономия сохраняется у компании и может быть использована на любые цены.
Государственные гарантии инвестиционных проектов по повышению энергетической эффективности в субъектах Российской Федерации
Правила отбора инвестиционных проектов и принципалов для предоставления государственных гарантий Российской Федерации по кредитам либо облигационным займам, привлекаемым на осуществление инвестиционных проектов, установлены постановлением Правительства Российской Федерации от 14 декабря 2010 года № 1016 «Об утверждении Правил отбора инвестиционных проектов и принципалов для предоставления государственных гарантий Российской Федерации по кредитам либо облигационным займам, привлекаемым на осуществление инвестиционных проектов».
Общими критериями отбора являются следующие:
Не менее 15% полной стоимости проекта должно быть профинансировано принципалом из собственных средств;
В отношении проектов в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности в сфере жилищно-коммунального хозяйства применяются следующие критерии отбора:
В отношении проектов в области энергосбережения и повышения энергоэффективности в сфере промышленности применяются следующие критерии отбора:
8.5. Энергосервисная деятельность
Энергосервис – это самостоятельный бизнес, функции которого заключаются в специализированном обслуживании отдельных звеньев процесса энергоснабжения от генерации до использования энергии включительно.
Выделяются различные виды энергосервисной деятельности:
Отличительные особенности энергосервиса:
Энергосервисный контракт
Энергосервисный контракт (энергетический перфоманс-контракт) – это договор на внедрение энергосберегающих технологий. Это контракт на выполнение услуг по обслуживанию, проектированию, приобретению, финансированию, монтажу, пуско-наладке, эксплуатации, техобслуживанию и ремонту энергосберегающего оборудования на одном или нескольких объектах Заказчика.
Энергосервисный договор (контракт) должен содержать:
Энергосервисный контракт содержит элементы различных договоров (подряда, услуг, финансовой аренды, поручения, договора на проектно-изыскательские работы и др.), т. е. является по своей природе смешанным договором в соответствие со ст.421 Гражданского кодекса РФ и представляет собой достаточно сложную юридическую конструкцию.
Схемы заключения перфоманс-контрактов
Реализация различных типов энергосервисных проектов может осуществляться с привлечением и без привлечения заемных средств (рис. 8.1).
Рисунок 8.1. Схемы вариантов механизма финансирования энергосберегающих мероприятий с использованием перфоманс-контрактов
Содержание представленных вариантов механизма финансирования энергосбережения заключается в следующем.
Вариант 1. Энергосервисный контракт заключается только между заказчиком и ЭСКО, кредитная организация не участвует в этой сделке. Применение первой схемы на современном этапе практически невозможно, т. к. у ЭСКО нет достаточных средств по проведению всего комплекса энергосберегающих мероприятий.
Вариант 2. Заключается трехсторонний кредитный договор, по которому заемщиком является ЭСКО, указывается целевое назначение кредита – реализация энергоэффективного проекта на объекте заказчика. В большинстве случаев, если заказчик – частная компания, применяется вторая схема.
Вариант 3. По условиям энергосервисного контракта и кредитного договора заказчик обязан открыть расчетный счет в кредитной организации, которая финансирует реализацию энергоэффективного проекта, и все расчеты за потребляемые энергоресурсы заказчик вправе производить только с этого расчетного счета.
Поскольку деятельность бюджетных организаций специфична в силу дотационной поддержки расходов на оплату коммунальных услуг со стороны государства или муниципалитетов, целесообразно рассмотреть процесс организации энергосервисных работ на примере данного сектора экономики.
В общем случае выполнение энергосервисных работ основывается на пакете договоров между участниками работ.
При этом в зависимости от конкретной организации энергосервисных работ схемы договорных отношений могут иметь разную структуру.
На рис. 8.2. дана примерная схема организации энергосервисных работ в случае привлечения для выполнения работ кредитных (заемных) средств.
Согласно приведенной схеме Заказчик для выполнения энергосервисных работ использует собственные средства, а также привлекает кредитные (заемные) средства на основе кредитного договора (договора займа). Кредитный договор (договор займа) оформляется в соответствии с действующими нормативно-правовыми актами.
Для выполнения энергосервисных работ Заказчик привлекает Исполнителей на основе договоров подряда. Договоры подряда аналогично заключаются в соответствии с действующими нормативно-правовыми актами. На основе договоров подряда Исполнители оказывают услуги энергосервиса бюджетным учреждениям и (или) коммерческим организациям.
Для обеспечения возврата кредитных (заемных) средств, а также средств, вложенных Заказчиком в энергосервисные работы, за счет экономии платежей потребителей, заключаются энергетические контракты между Заказчиком, Кредитором и Управляющей организацией и (либо) между Заказчиком, Кредитором и Финансовым органом.
Условные обозначения: КД – кредитный договор; ЭК – энергетический контракт; ДП – договор подряда
Рисунок 8.2. Организация энергосервиса для бюджетных объектов и населения
Рассматриваемая схема отражает определенные функциональные отношения участников энергосервисных работ и допускает множество вариантов реализации в случаях объединения ряда функций в одном юридическом лице.
При этом возможны следующие варианты объединения функций:
В соответствии с вариантом реализации функциональных отношений изменяется схема договорных отношений. Так, при объединении функций заказчика (инициатора энергосервисных работ) и исполнителя в одном юридическом лице в схеме договорных отношений отсутствуют договоры подряда.
При отсутствии кредитора не заключается кредитный договор. Если не ставится задача обеспечить возврат средств за счет экономии платежей потребителей, не заключаются энергетические контракты, и выполнение работ осуществляется на основе договоров подряда.
Преимущества внедрения системы энергосервисных услуг
Объединения исполнителей энергосервисных услуг
В настоящее время немногочисленные организации, предоставляющие энергосервисные услуги, практически не объединяются в ассоциации, союзы и саморегулируемые организации. Исключение составляют компании, которые занимаются энергоаудитами.
Реестр саморегулируемых организаций в области энергетических обследований ведет Министерство энергетики Российской Федерации. На 14 июля 2011 гола в реестре было зарегистрировано 102 саморегулируемых организации.
Саморегулируемые организации осуществляют следующие основные функции:
Контрольные вопросы
Энергобаланс предприятия
Интенсивное энергосбережение
Показатели и критерии оценки эффективности энергосбережения
Экономическое регулирование государства в сфере энергосбережения
Энергосервисная деятельность
Литература
Организации
1.http://rosenergo.gov.ru/ - Российское энергетическое агентство Минэнерго России
2.http://naevi.ru/ - Национальное агентство по энергосбережению и возобновляемым источникам энергии
Интернет-ресурсы, посвященные вопросам энергосбережения
1.http://www.energosovet.ru/
2.http://www.abok.ru/
3.http://portal-energo.ru/
4.http://gisee.ru/bussiness/actual_articles/э
5.http://gisee.ru/energy_service/
6.tehnorma.ru
7.norm-load.ru
8.StandartGost.ru
9.http://energyland.info
10 Сайт«Энергетические Перфоманс-контракты».