- •Ольшанский а.И. Ольшанский в.И. Беляков н.В. Основы энергосбережения курс лекций
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Блок 1 введение в дисциплину. Энергетические ресурсы мира и рб. Тэк
- •Роль энергетики в развитии человеческого общества
- •Виды энергии и энергетических ресурсов
- •Качество энергии и энергетических ресурсов
- •Ресурсная обеспеченность мировой энергетики и перспективы ее развития
- •Невозобновляемые энергетические ресурсы Республики Беларусь
- •Энергетический кризис: суть и причины
- •Эффективность использования и потребления энергии в различных странах и в Республике Беларусь
- •Топливно-энергетический комплекс (тэк)
- •Контрольные вопросы
- •Блок 2 станции преобразования энергии. Графики нагрузки и аккумули- рование энергии. Методы прямого преобразования энергии.
- •Тепловые, атомные и гидро электростанции
- •Газотурбинные и парогазовые установки
- •Графики нагрузки
- •Системы аккумулирования энергии
- •Механические системы аккумулирования энергии
- •Электрические системы акку- мулирования
- •Химические системы аккумулирования энергии
- •Аккумуляторы тепловой энергии.
- •2.5. Методы и перспективы прямого преобразования энергии
- •Преобразование тепловой энергии в электрическую
- •Преобразование световой энергии
- •Преобразование химической энергии
- •Контрольные вопросы
- •Блок 3 нетрадиционные возобновляемые источники энергии
- •Перспективы, достоинства и недостатки нетрадиционных возобновляемых источ- ников энергии
- •Биологическая энергия
- •Гидроэнергетические ресурсы
- •Ветроэнергетические ресурсы
- •Солнечная энергия
- •Геотермальные ресурсы
- •Твердые бытовые отходы
- •Контрольные вопросы
- •Блок 4 транспорт и распределение энергии
- •Транспортировка первичных энергоресурсов
- •Транспортировка теплоты
- •Теплоносители
- •Транспортирование электрической энергии
- •Контрольные вопросы
- •Блок 5 цены и тарифы на энергоресурсы. Ценовое и тарифное регулирование. Нормирование энергопотребления. Потенциал энергосбережения
- •Понятие тарифа. История тарифообразования на энергоносители рб
- •Виды системы тарифов на электроэнергию
- •Тарифы на природный газ и тепловую энергию
- •Регулирующая роль государства
- •О нормировании энергопотребления
- •Потенциал энергосбережения
- •Контрольные вопросы
- •Блок 6 основные правовые и нормативные документы в области энергосбережения. Управление тэк. Программы по энергосбережению
- •Закон «Об энергосбережении»
- •Структура управления тэк и системой энергосбережения Республики Беларусь
- •Республиканские отраслевые и региональные программы по энергосбережению
- •Система финансовой поддержки энергосбережения
- •Контрольные вопросы
- •Блок 7 некоторые технические направления энергосбережения в республике беларусь
- •Малые и мини-тэц, повышение эффективности котельных
- •Компрессорное оборудование и холодильная техника
- •Энергосберегающий электропривод
- •Автоматизация управления производственными процессами
- •Общие положения
- •Понятие автоматического регулирования
- •Классификация подсистем автоматизации
- •Датчики
- •Первичный приборный учет
- •Схемы автоматизации. Автоматизированные системы контроля и управле- ния различными энергообъектами
- •7.5. Приоритетные направления энергосбережения в промышленных отраслях
- •Контрольные вопросы
- •Блок 8 вторичные энергетические ресурсы
- •8.1. Общие вопросы
- •Вторичные энергетические ресурсы в промышленности
- •Вторичные энергетические ресурсы на предприятиях текстильной про- мышленности
- •Определение выхода вэр и экономия топлива за счет их использования
- •Экономическая эффективность использования вторичных энергетических ресурсов
- •8.2. Утилизация вэр
- •Теплообменные аппараты для утилизации вторичных энергоресурсов
- •Теплообменные аппараты для утилизации высокотемпературных вэр
- •Теплообменные аппараты для утилизации низкопотенциальных вэр
- •Некоторые примеры экономии тепловой энергии за счет использования вэр
- •Контрольные вопросы
- •Блок 9 основы энергетического менеджмента и аудита
- •9.1. Понятие энергетического менеджмента и аудита
- •Понятие энергетического менеджмента
- •Энергетический баланс
- •Энергетические аудиты и обследования
- •9.2. Проектный подход в энергетическом менеджменте
- •9.2.1. Планирование капиталовложений на развитие энергетических источников
- •9.2.2 Оценка и анализ рисков инвестиционных проектов
- •Схемы финансирования проектов
- •«Экономические» методы проектного анализа
- •Показатели эффективности инвестиционных проектов
- •Пример 7.
- •«Неэкономические» методы проектного анализа
- •Энергетическое планирование
- •Контрольные вопросы
- •Блок 10 вопросы эффективного использования энергии в различных сферах городского хозяйства
- •Концепция и задачи энергосбережения
- •Градостроительство
- •Энергосбережение в градостроительстве и зданиях
- •Энергосбережение при освещении
- •Теплоснабжение
- •Реконструкция и модернизация систем централизованного теплоснабжения
- •Децентрализация и регулирование теплоснабжения
- •Теплоснабжение производственных зданий
- •Автомобильный транспорт
- •Экономия энергии в быту
- •Контрольные вопросы
- •Блок 11 энергосбережение и экология
- •Экологические проблемы, связанные с работой тэс, гэс, транспорта
- •Специфические экологические проблемы ядерной энергетики
- •Парниковый эффект
- •Экологические эффекты энергосбережения
- •Контрольные вопросы
- •Блок 12 энергосбережение за рубежом
- •Мировой опыт энергосбережения
- •Опыт энергосберегающей политики в сша
- •Японский опыт энергосбережения
- •Опыт повышения энергоэффективности в Дании
- •Контрольные вопросы
Энергетическое планирование
Системный подход к энергетическому планированию. Энергетическое планирование включает в себя:
собственно процесс планирования, т. е. систематический сбор и анализ информации относительно «спроса/предложения» энергии;
составление плана развития энергетических источников.
Основная концепция энергетического планирования – обеспечение аналитической ин- формацией лиц, принимающих решения на различных уровнях ответственности.
Системный подход к энергетическому планированию включает следующую последова- тельность основных шагов:
определение частных и более общих целей плана;
определение подхода, который следует принять;
сбор и идентификацию исходной информации, требуемой для процесса планирования;
выбор метода анализа;
проведение интегрированного анализа;
предварительное составление плана развития энергетических источников;
реформирование информации для лиц, принимающих решение;
составление плана развития энергетических источников.
Следует помнить, что последовательность типичных задач энергетического планирова- ния (рис. 9.13) представляет собой часть динамического процесса планирования, т. е. каждый последовательный шаг может выполняться несколько раз перед переходом к следующему.
Базисные цели энергетического планирования:
подготовить программу капиталовложений для своевременного развития энергетиче- ских источников;
разработать элементы (механизмы) целевого управления энергосистемой;
•подготовить для широкого распространения информацию относительно «спро-
са/предложения» энергии в будущем.
Рис. 9.13. Типичная последовательность задач энергетического планирования
Подготовка про- граммы капиталовло- жений - одна из основ- ных частей энергетиче- ского планирования, так как позволяет опти- мальным образом моби- лизовать финансовые и человеческие ресурсы для выполнения опре- деленной цели по соз- данию энергетических источников. В рамках государственного
управления экономикой программа капиталовложений - правительственная программа с ука- занием конкретных объектов ее приложения. В рамках рыночного механизма управления экономикой энергетические компании разрабатывают собственные программы капитало- вложений, мозаика которых составляет общий план капиталовложений в развитие энергети- ческих источников.
Разработка элементов целевого управления - сводка соответствующих «правил игры» (стимулов, санкций) для всех участвующих в реализации энергетических проектов сторон, включая законодательную и нормативную базы развития энергетических источников. Один из важнейших элементов стратегии – тарификация энергопользования.
Информация относительно «спроса/ предложения» энергии в будущем - возможность психологической и технической перестройки предприятий энергетики и энергопотребителей в связи с будущими структурными изменениями.
Более широкие цели энергетического планирования:
развитие системы снабжения энергией, которое приводит к наиболее низкой ее себе- стоимости для потребителей;
максимальная надежность и безопасность энергетических источников;
разнообразие энергетических источников и гибкость энергосистем с меньшей зависи- мостью от дефицитных первичных энергоресурсов и максимальным использованием возоб- новляемых энергоресурсов;
минимизация последствий для окружающей среды.
Определение подхода к энергетическому планированию включает решения относи- тельно:
масштаба плана (национальный, региональный, местный);
временного интервала плана и уровня его подробности (в соответствии с временным интервалом).
Национальный масштаб плана обеспечивает перспективу развития энергетических ис- точников для страны в целом.
Региональный и местный масштабы плана (включая и планы энергетического развития отдельных предприятий) учитывают специфические особенности конкретного региона и от- дельных производств и могут иметь свои (отличные от национальных) приоритеты.
Временной интервал планирования - важный элемент подхода к планированию, и, в ча- стности, определению уровня подробности плана, а соответственно, выбору метода анализа информации. Действительно, невозможно применить одну и ту же процедуру анализа для ежедневных и долговременных решений. В то же время лица, принимающие решения, долж- ны понимать ограниченность выводов подобного анализа и не переносить их на длительный период. Вместе с тем даже краткосрочные решения должны согласовываться с общей страте- гией развития энергетических источников.
Информационная база энергетического планирования. Информация, требуемая для
процесса планирования, включает в себя:
детализированную техническую информацию;
информацию для принятия решения.
Детализированная техническая информация требуется специалистам (инженерам, эко- номистам и т. д.) для оценки технической и экономической жизнеспособности различных вариантов плана (различных энергетических проектов) и включает в себя характеристики энергетической эффективности, технической целесообразности и оптимальности принимае- мых решений.
В процессе формирования исходной информационной базы возникает необходимость определения базисного года как исходной точки процесса энергетического планирования (и, в частности, энергетического планирования).
Базисный год должен удовлетворять ряду требований, основными из которых являют-
ся:
необходимый для соответствующего уровня планирования объем информации;
достоверность информации;
близость (насколько это возможно) к текущему году и его «нормальность».
Последние требования связаны с необходимостью наиболее точно отражать, во-
первых, существующую энергетическую ситуацию и, во-вторых, тенденцию ее развития.
Безусловно, всегда трудно найти год, который является «нормальным» в энергопользо- вании, т. е. год, в котором отсутствовали бы:
кризисные явления; чрезвычайные ситуации;
ошибки управления (в том числе и в производственной сфере);
неблагоприятные (или благоприятные) климатические условия и т. п.
Поэтому лучше всего в качестве базисного года принимать осреднение статистической информации по нескольким годам, чтобы реальнее отразить существующую ситуацию по
«запросу энергии».
Информация для принятия решений отличается от детализированной технической ин- формации. Тем, кто готовит подобную информацию, следует помнить, что лица, принимаю- щие решения на соответствующем уровне ответственности, как правило, не ориентируются в технических деталях проектов. Более того, слишком подробная техническая информация может затруднить принятие оптимального решения (или даже привести к неверным решени- ям) и в этом смысле является «некачественной».
«Качественная» информация для принятия решений должна отвечать на следующие вопросы.
Сколько энергоресурсов требуется для экономического развития в рамках принятого временного интервала?
Какие виды энергоресурсов могут быть активизированы?
Какие финансовые и материальные ресурсы требуются для развития энергетических источников?
Какой вариант развития является наиболее доступным и каковы воздействия различ- ных вариантов?
Интегрированный анализ в энергетическом планировании. Общая схема проведения интегрированного анализа в рамках энергетического планирования включает в себя:
•выбор метода анализа;
•собственно анализ;
•оценку результатов анализа. Выбор метода анализа предполагает:
выбор вида и содержания метода анализа в соответствии с объектом и целями энерге- тического планирования;
выбор процедуры экстраполяции (предсказания) будущей ситуации на основе анализа сегодняшней ситуации.
Достоверность предсказаний определяется достоверностью не только исходной базы
данных, но и самой процедуры экстраполяции. Соответственно появляется требование ис- пользования апробированных методов анализа или проверки их достоверности путем пред- сказания на основе данных о предыдущих годах. В этом случае к информационной базе предшествующих лет предъявляются те же требования, что и к основной информационной базе.
Итерационная процедура проведения интегрированного анализа предполагает:
составление
ба-
ланса
«спро-
са/предложения»
энер-
гии;
вия;
оценку воздейст-
«выбор среди ва-
Рис. 9.14. Схема составления энергетического плана промыш-
ленного предприятия
риантов».
Важным элементом сравнительного анализа различных вариантов энергетического разви- тия является оценка стоимостных показате- лей производства и по- требления энергии, включая планируемые тарифы энергопользова- ния и планируемую се- бестоимость энергии.
План энергетиче- ского развития промыш- ленного предприятия. Рассмотрим последова- тельность шагов энерге- тического планирования применительно к проце- дуре составления энерге- тического плана про- мышленного предпри- ятия (рис. 9.14).
В основе составле- ния энергетического плана промышленного
предприятия лежит взаимосвязанная процедура формирования сбалансированной связки «за-
прос/предложение» энергии.
«Запрос энергии» формируется в рамках предварительного составления плана техноло- гического развития предприятия и соответствующего роста потребностей в ТЭР.
Возможные пути развития предприятия связаны прежде всего с конкретным инвести- ционным решением «на расширение» или «на обновление». Безусловно, возможна и комби- нация этих решений.
Специфика конкретного решения относительно пути развития предприятия определяет и последовательность шагов интегрированного анализа возможных (технически обоснован- ных) технологических решений. При этом исходная информационная база для анализа и принятия окончательных вариантов должна формироваться на основе результатов предвари- тельного энергетического и технологического обследования предприятия с составлением
плана организационно-технических мероприятий по повышению эффективности (энергети- ческой, экономической) производства. Последующие шаги по составлению плана развития предприятия должны базироваться на результатах проведенного аудита и согласовываться, как было указано выше, с принятым инвестиционным решением.
При принятии, например, «решения на расширение» проводится анализ показателей эффективности технологий в «базовом» году. Проект развития технологий, включая плани- руемые нормы энергопотребления, составляется с учетом этого анализа и рекомендаций плана ОТМ по экономии потребления ТЭР. В качестве «альтернативного» инвестиционного решения можно рассматривать «решение на обновление», т. е. решение на внедрение новых технологий и технологического оборудования. В этом случае базовая технология выбирается из «каталога» (информационного банка данных) рекомендованных отраслевых технологий и оборудования, составляемого на основе анализа отечественного и зарубежного опыта.
В рамках действующего производства, как правило, принимаются смешанные проект- ные инвестиционные решения о капиталовложениях, которые включают элементы как «ре- шения на расширение», так и «решения на обновление». В любом случае процедура состав- ления плана технологического развития предприятия предполагает итерационный процесс приближения к оптимальности через сравнительный анализ различных вариантов.
Критерием оптимальности плана развития предприятия является достижение энерго- эффективности новых или модернизируемых технологий, т. е. достижение минимально ра- зумного «запроса энергии», необходимого для производства продукта установленного каче- ства.
Сформированный «запрос энергии» должен быть удовлетворен в рамках энергетиче- ского плана развития предприятия с использованием разумных (экономически обоснован- ных) капитальных вложений.
Составление плана энергетического развития промышленного предприятия включает все последовательные шаги энергетического планирования по подготовке «качественной» информации для принятия решений относительно оптимального (рационального) обеспече- ния требуемыми энергоресурсами.
Промышленное предприятие имеет два основных варианта удовлетворения планируе- мых потребностей в ТЭР:
расширение заимствования из внешних энергетических сетей;
развитие внутренних энергетических сетей.
Каждый из этих вариантов имеет свои достоинства и недостатки. Выбор одного из них или их комбинации определяется как экономическими показателями (включая и показатели энергетической безопасности), так и:
масштабом предполагаемых преобразований производства и временным интервалом их реализации;
видом требуемого энергетического ресурса;
техническими и финансовыми возможностями предприятия.
Наиболее реалистичным (хотя, возможно, и не самым экономичным) является вариант расширения заимствования из внешних энергетических сетей. При принятии данного вари- анта проводится, тем не менее, анализ возможностей поставки внешними сетями дополни- тельного количества энергоресурсов требуемого качества, тенденций к изменению тарифов энергопользования и соответствующей доли энергетической составляющей в себестоимости продукции.
Если экономические показатели требуемых энергоресурсов из внешних сетей или их потребительские качества неудовлетворительны, то может быть принято решение на разви- тие внутренних энергетических сетей. В этом случае (как и при составлении плана техноло- гического развития основного производства) рассматриваются инвестиционные решения на расширение или обновление энерготехнологий.
Возможен также вариант комбинации решений – расширение заимствования из внеш- них энергетических сетей и развитие внутренних энергетических сетей - с проведением их
сравнительного анализа по планируемой себестоимости энергии.
Комплексный анализ путей возможного энергетического развития промышленного предприятия предполагает не только итерационный процесс приближения к оптимальному решению в рамках проектов технологического и энерготехнологического развития предпри- ятия, но и согласование на каждом из этапов планирования связки «запрос/предложение» энергии.
