Энергоэффективность экономики

Возможности и перспективы. Без политики.

Одним из главных вопросов, требующих постоянного внимания руководителей всех уровней, является низкая энергоэффективность отечественной экономики, и особенно ЖКХ. Необходимость решения  проблемы вызвана не только техническими причинами (крайний износ оборудования, сетей, коммуникаций), но и общим кризисом отрасли. Резкое изменение политической и экономической ситуации в стране привело к тяжелым последствиям, поскольку российское ЖКХ исторически было ориентировано на дешевые энергоносители. 

Теплая зима 2006 - 2007 годов позволила коммунальным службам забыть на время о проблемах систем теплоснабжения, а потребителям насладиться теплом в зимние месяцы. Забыть о проблеме – хотя и излюбленный в России, но отнюдь не рациональный способ ее решения. Износ же, как оборудования данной системы жизнеобеспечения, так и огромной протяженности трубопроводов, доставляющих тепло потребителям,  катастрофичен. Минтопэнерго с горечью констатирует, что потери тепла в теплосетях доходят до 50%. А их аварийность может достигать 70 случаев на 100 км.

Сегодня отрасль не справляется с существующими реалиями, а неэффективность ее работы приводит к тому, что коммунальные платежи ложатся тяжелым бременем на плечи потребителей. Во многих городах центральной России до 50% бюджета уходит на возмещение затрат на жилищно-коммунальные услуги, из них порядка 50% - на отопление, до 30% - на горячее водоснабжение. С постепенным переходом на 100-процентную оплату услуг ЖКХ большая часть населения окажется  не в состоянии  их оплатить. Не лучше обстоят дела и в промышленном секторе. Сейчас даже крупные  предприятия с трудом  осваивают все возрастающие тарифы на тепловую и электрическую энергию.

Низкая энергоэффективность ложится тяжелым бременем и на экологию.

«Берегите природу!» - этот лозунг хорошо известен каждому. Но многие считают, что просто бережного отношения уже недостаточно, настало время активных действий по сохранению окружающей среды. «Мы прожигаем гораздо больше того, что можем себе позволить в экологическом отношении, и влезаем в экологические долги перед природой», говорит Эндрю Симмс, один из директоров международной организации «Новый экономический фонд». С ним согласен Матис Вакернагел, генеральный директор экологической организации «Сеть глобального следа», утверждающий, что человечество слишком активно использует природные ресурсы планеты.

Одним из действенных способов уменьшить влияние человека на природу является увеличение эффективности использования энергии. В самом деле, современная энергетика, основанная в первую очередь на использовании ископаемых видов топлива (нефть, газ, уголь), оказывает наиболее массивное воздействие на окружающую среду. Начиная от добычи, переработки и транспортировки энергоресурсов и заканчивая их сжиганием для получения тепла и электроэнергии – все это весьма пагубно отражается на экологическом балансе планеты. Наконец, именно «ископаемая» энергетика, по мнению некоторых авторов, ответственна за проблему изменения климата, связанную с увеличением концентрации парниковых газов. То есть вопрос повышения энергоэффективности экономики сейчас является одним из самых животрепещущих для всех стран без исключения, даже для богатой природными ресурсами России. Однако, это богатство уже на грани исчезновения. Пройдет совсем немного лет, и слова «нефть» и «газ» в словарях будут сопровождаться примечанием «уст.».

Основная роль в увеличении эффективности использования энергии принадлежит современным энергосберегающим технологиям. После энергетического кризиса 70-х годов XX века именно они стали приоритетными в развитии экономики Западной Европы, а после начала рыночных реформ – и в нашей стране. При этом их внедрение, помимо очевидных экологических плюсов, несет вполне реальные выгоды - уменьшение расходов, связанных с энергетическими затратами.

Энергосбережение сейчас становится одним из приоритетов политики любой компании, работающей в сфере производства или сервиса. И дело здесь даже не столько в экологических требованиях, сколько во вполне прагматическом экономическом факторе.

По данным специалистов, доля энергозатрат в себестоимости продукции в России достигает 30-55%, что значительно выше, чем, например, в западноевропейских странах. Одной из основных причин такого положения являются устаревшие энергорасточительные технологии, оборудование и приборы. Очевидно, что снижение таких издержек позволяет повысить конкурентоспособность бизнеса.

В России до 75% всей потребляемой электроэнергии на производствах используется для приведения в действие всевозможных электроприводов. Как правило, на большинстве отечественных предприятий установлены электродвигатели с большим запасом по мощности в расчете на максимальную производительность оборудования, несмотря на то, что часы пиковой нагрузки составляют всего 15-20% общего времени его работы. В результате электродвигателям с постоянной скоростью вращения требуется значительно (до 60%) больше энергии, чем это необходимо.

По данным европейских экспертов, стоимость электроэнергии, потребляемой ежегодно средним двигателем в промышленности, почти в 5 раз превосходит его собственную стоимость. В связи с этим очевидна необходимость оптимизации оборудования с использованием электроприводов.

Комплексно подойти к решению этой проблемы предлагает, например, японский концерн Omron, специализирующийся на выпуске продукции для автоматизации технологических и производственных процессов.

В частности, хорошо себя зарекомендовали частотно-регулируемые электроприводы со встроенными функциями оптимизации энергопотребления. Суть заключается в гибком изменении частоты их вращения в зависимости от реальной нагрузки, что позволяет сэкономить до 30-50% потребляемой электроэнергии. При этом зачастую не требуется замена стандартного электродвигателя, что особенно актуально при модернизации производств.

Режим энергосбережения особенно актуален для механизмов, которые часть времени работают с пониженной нагрузкой, - конвейеры, насосы, вентиляторы и т.п. Кроме снижения расхода электроэнергии, экономический эффект от применения частотно-регулируемых электроприводов достигается путем увеличения ресурса работы электротехнического и механического оборудования, что становится дополнительным плюсом.

Такие энергосберегающие электроприводы и средства автоматизации могут быть внедрены на большинстве промышленных предприятий и в сфере ЖКХ: от лифтов и вентиляционных установок до автоматизации предприятий, где нерациональный расход электроэнергии связан с наличием морально и физически устаревшего оборудования.

Оценим величину экономического эффекта от применения преобразователя частоты КЕВ 24.F4.COU-3420 (немецкого производства, стоимость изделия со всеми налогами - 286656 руб.), установленного на насосном агрегате мощностью 90 кВт.  Величина экономии электроэнергии при внедрении преобразователей частоты может составлять от 15 до 85 % (по опыту установки более 180 преобразователей эта величина колеблется в районе 40%). Таким образом, для насосного агрегата мощностью 90 кВт,  работающего, к примеру, 9 месяцев в год, величина экономии электроэнергии за 1 год составит:

Е(1 год, кВт/ч) = 90 кВт  40% : 100   24 часа  30 дней   9 месяцев  =  233 280 кВт•ч.

В денежном выражении при стоимости 1 кВт•ч = 1 руб.70 коп. величина экономии составит:

Е(1год, руб.)  =  233 280 кВт•ч   1 руб. 70 коп. = 396 576 руб.

Таким образом, срок окупаемости в этом случае будет 286 656 : 396 576 ;  0,7 года. В дальнейшем экономия достигнет 30 000 руб. ежемесячно. И это только на одном насосе.

По различным источникам, в европейских странах до 80% запускаемых в эксплуатацию электроприводов уже являются регулируемыми. В нашей стране пока их доля гораздо ниже.

Существуют и другие пути рациональнее использовать электороэнергию, причем не только на производстве, но и в быту. Так, уже давно известны «умные» системы освещения, широко внедряемые в странах Западной Европы, США и особенно в Японии. Интерес к ним не удивителен, учитывая, что, в зависимости от назначения помещений, на освещение может расходоваться до 60% общего электропотребления жилых и офисных зданий. По расчетам специалистов, энергосберегающие системы освещения позволяют снизить затраты на освещение до 8-10 раз!

Энергосберегающий эффект основан на том, что свет включается автоматически, именно когда он нужен. Выключатель имеет оптический датчик и микрофон. Днем, при высоком уровне освещенности, освещение отключено. При наступлении сумерек происходит активация микрофона. Если в радиусе до 5 м возникает шум (например, шаги или звук открываемой двери), свет автоматически включается и горит, пока человек находится в помещении.

Разумеется, такие системы освещения были бы не полными без использования энергосберегающих ламп. Их можно разделить на две группы по сферам использования: мощные энергосберегающие лампы больших размеров, предназначенные для освещения офисов, торговых площадок, кафе, и компактные лампы со стандартными цоколями для использования в квартирах. Экономия электроэнергии с применением таких ламп достигает 80%, не говоря уже о том, что по сравнению с обычными лампами их «время жизни» во много раз больше.

К числу наиболее «прожорливого» оборудования, используемого в жилых и офисных помещениях, относится практически вся климатическая техника, прежде всего, кондиционеры. Разумеется, борьба за энергоэффективность не могла пройти мимо этой категории бытовых устройств.

Например, отличительной особенностью современных агрегатов является использование патентованного воздухораспределителя, обеспечивающего формирование приточной струи с дальнобойностью от 3,5 до 18 м за счёт автоматически регулируемого положения лопаток, закручивающих воздушный поток. Основным преимуществом такой конструкции является высокая энергетическая эффективность благодаря улучшенным показателям организации воздухообмена, рециркуляции воздуха и рекуперации тепла.

По оценкам специалистов, в России более трети всех энергоресурсов страны расходуется на отопление жилых, офисных и производственных зданий. Поэтому все вышеперечисленные технологии и методы энергосбережения будут малоэффективны без борьбы с непродуктивными потерями тепла.

Какими же путями можно повысить энергоэффективность в коммунальной сфере?

Следует выделить три основных направления энергосбережения.

Во-первых, это снижение потерь на этапе выработки и транспортировки тепла – то есть повышение эффективности работы ТЭС, модернизация ЦТП с заменой неэкономичного оборудования, применение долговечных теплоизоляционных материалов при прокладке и модернизации тепловых сетей.

И наиболее перспективно – переход на геотермальное отопление и кондиционирование, когда поддержание постоянного и комфортного климата производится за счет тепла планеты. Эта технология, к тому же, наиболее экологична.

Во-вторых, повышение энергоэффективности зданий за счет комплексного применения теплоизоляционных решений для наружных ограждающих конструкций (в первую очередь, фасадов и кровель). В частности, штукатурные системы утепления фасадов позволяют сократить теплопотери через внешние стены не менее чем в два раза.

И, в-третьих, использование радиаторов отопления с автоматической регуляцией и систем вентиляции с функции рекуперации тепла.

Отечественный и зарубежный опыт свидетельствуют, что все эти меры позволяют сократить расход тепла на обогрев зданий не менее, чем на 50%. А, в соответствии с проведенными расчетами, затраты на повышение энергоэффективности окупаются за 7-8 лет в новостройках и за 12-15 лет при реконструкции старых зданий.

В Западной Европе сейчас строятся дома с энергопотреблением не более 15 Квт, ч/м3 год, что более чем в 10 раз экономичнее типовой отечественной «хрущевки». Можно сказать, что такие здания – это будущее мирового строительства, ведь они фактически отапливаются за счет тепла, выделяемого людьми и электроприборами.

По расчетам Минэнерго России, потенциал энергосбережения составляет не менее 400 миллионов тонн условного топлива в год или 30-40% всего энергопотребления страны. В экологическом исчислении это сотни миллионов тонн углекислого газа, которые не попадут в атмосферу.

Таким образом, энергосберегающие технологии позволяют решить сразу несколько задач: сэкономить существенную часть энергоресурсов, решить проблемы отечественного ЖКХ, повысить эффективность производства и уменьшить нагрузку на окружающую среду. Настал момент, когда мы должны расплатиться с природой по кредиту.

Валентин Спицин.