 |
6.2 Принципы создания энергосберегающих технологий
|
|
|
|
Проблема снижения энергетических затрат, проблема энергосбережения становится все более актуальной в мировом аспекте. Особенно актуальна эта проблема для российской экономики, поскольку в России энергоемкость промышленного производства и социальных услуг оказывается во много раз выше общемировых показателей. Эта проблема еще более обостряется в связи с постоянным увеличением в нашей стране стоимости энергоносителей: природного газа, нефтепродуктов, электроэнергии и т. д. В себестоимости продукции в России доля энергозатрат часто становится доминирующей. В связи с этим конкурентоспособность отечественной продукции все больше зависит именно от экономного расходования энергетических ресурсов. Подавляющую часть энергоресурсов представляют в настоящее время так называемые невозобновляемые источники энергии в виде органических минеральных топлив. Это природный газ, нефть, уголь, торф и другие виды топлив.
Использование этих топлив как энергетических источников приводит и к значительным выбросам, как парниковых газов, так и вредных веществ (пыли, оксидов серы и азота и т. д. ). Поэтому проблема энергосбережения тесно связана с решением ряда важных экологических проблем, в том числе и глобальных.
При решении проблем энергосбережения важно определить основные стратегические подходы и методы рационального использования энергоресурсов, которые могут быть как общими для всей экономики, так и специфичными для отдельных отраслей промышленности, сельского хозяйства и социальной сферы. Среди таких наиболее общих подходов в стратегии энергосбережения можно было бы назвать применение ресурсосберегающих технологий в сфере энерготехнологических объектов, использование методов математического моделирования и оптимизации при проектировании и реконструкции предприятий различных отраслей промышленности, замену дорогостоящих энергоемких видов энергоносителей, та- ких как электроэнергия, кокс на более дешевые, в частности, на природный газ, все более широкое использование возобновляемых источников энергии - ветра, солнца, биомассы и др.
|
|
|
Несмотря на имеющуюся литературу по проблемам энергосбережения, в том числе и выпускаемые периодические журналы, все же освещение этих вопросов остается недостаточным. Это затрудняет как принятие обоснованных решений в области энергосбережения, так и обеспечение соответствующего кадрового сопровождения.
Важным является блок вопросов, связанных с законодательно-правовой базой в энергосбережении, стандартами, лицензированием, паспортизацией, энергоаудитом, нормированием и тарифообразованием на энергоносители, а также теоретической базой энергосбережения, напрямую связанной с рациональным использованием энергоресурсов – обобщенной теории эффективностей процессов тепломассообмена и современным методам математического моделирования этих процессов. Представляют интерес вопросы, связанные с определением энергоёмкости продукции, с оценкой основных факторов энергоемкости, что особенно важно для решения задач снижения энергозатрат в нашей стране и приближения к мировому уровню.
Одна из особенностей современной жизни в России – это формирование определен- ной системы и структуры по рациональному снабжению и потреблению энергии, которую можно назвать также проблемой энергосбережения. Такая проблема была всегда, но на протяжении десятилетий она оставалась инициативной и периодически директивной. В настоящее время ситуация изменяется коренным образом.
Государственной Думой 13 марта 1996 года принят Федеральный закон N228-Ф3 “Об энергосбережении”, который поставил своей целью регулирование отношений, возникающих в процессе деятельности в области энергосбережения, в целях создания экономических и организационных условий для эффективного использования энергетических ресурсов.
|
|
|
Опыт освоения рыночных отношений показал, что Россия оказалась не готовой по своим показателям энергоэффективности быть достойным конкурентом в едином мировом экономическом пространстве.
В связи с этим, проблема энергосбережения стала остро актуальной в различных отраслях промышленности – определяя в немалой степени и конкурентоспособность нашей продукции, и устойчивость всей экономики.
Жизнь заставляет нас жить по правилу – расходовать как можно меньше энергии, используя ее рационально и эффективно.
За последние годы принято большое количество самых различных нормативных актов, напрямую или косвенно связанных с энергосбережением, накоплен определенный опыт, сложилось несколько конкретных направлений формирования энергосберегающей политики на региональном уровне.
Все это требует подготовки высококвалифицированных специалистов по проблемам энергосбережения, знающих законодательные и нормативные положения по рациональному использованию энергии, умеющих на практике предлагать конкретные рекомендации.
На наш взгляд, задача рационального и эффективного использования энергоресурсов в конечном счете должна стать одной из общенациональных идей, имеющей не только техническое, экономическое, но и политическое значение.
Таким образом, все более возрастающее внимание к проблемам энергосбережения вызывает необходимость изучения средств и методов решения данной проблемы, обеспечивающих исследование эффективности проводимых мероприятий, их обоснованный выбор, научный подход к анализу и оптимизации принятых решений.
Таким научным подходом является теория тепломассообменных эффективностей энерготехнологических процессов, включающая анализ органически сочетающихся тепловых и физико-химических (массообменных) процессов на базе термодинамических подходов.
В течение ряда десятилетий наша страна занимала ведущее место в мире в плане создания и применения математических моделей тепломассообменных процессов.
|
|
|
Особенно важны в настоящее время разработки по методам оценки энергоемкости продукции и про ведение анализа по ее снижению. В частности, российскими учеными впер- вые предложен сквозной (полный) энергетический анализ в рамках разработанного диссипационного метода оканчивается не только оценкой энергоемкости продукции, но, в соответствии с теорией тепломассообмена, определением глобального энергетического к. п. д. энерготехнологических процессов.
Этим проблемам уделяется все возрастающее внимание и за рубежом. Об этом свидетельствует, большой успех разработанной в Манчестере под руководством профессора Б. Линнхофа так называемая пинч-технология, направленная на оптимальное построение сложных систем теплообмена. Эта система широко внедрена в промышленности целого ряда стран. Несмотря на то, что эта методика часто имеет серьезные недостатки связанные с точностью решения.
На актуальность проблемы указывают также ежегодные международные конференции серии ECOS, регулярные международные круглые столы, Всемирный энергетический конгресс в Лас-Вегасе и так далее. Широко используются также эксергетический метод анализа энергетических потерь и другие методы, основанные на втором законе термодинамики.
Из отечественных изданий, касающихся вопросов энергосбережения в промышленно- сти с большим количеством справочных материалов, следует отметить справочно- методическое пособие В. Г. Лисиенко, Г. Я. Вагина, Л. В. Дудникова, Е. А. Зенютича и др. Эти материалы представляют большой интерес в области промышленности.
Современные условия развития мирового сообщества и его экономики выявили ряд фундаментальных принципов и зависимостей. Приведем некоторые из них:
– только при наличии достаточного количества энергии возможно осуществление нормального промышленного производства и нормальной жизнедеятельности общества;
– статистические данные, полученные на протяжении 20-го столетия более чем в 50 странах, показывают тесную зависимость между валовым национальным продуктом (ВНП) и расходом энергии на душу населения;
|
|
|
– не отрицая обязательность использования стоимостных показателей для определения динамики изменения всего общественного продукта, необходимо параллельное выполнение экономического анализа в натуральных (энергетических) показателях даже для развитой рыночной экономики;
– следовательно, в любом обществе энергию можно принять необходимой и достаточно объективной единицей оценки и измерения экономических показателей;
– независимо от показателей динамики темпов промышленного производства конкретной страны, необходимо обеспечение ежегодного снижения или хотя бы сохранения энергетических затрат на единицу ВНП;
– объективным показателем успешного развития экономики любого общества является снижение индекса расхода энергии на единицу прироста ВНП.
В наших российских условиях обеспечивается, пожалуй, только одно условие – наличие относительно достаточного количества энергии. Энергоэффективность СССР была не менее чем в 2, 5 раза ниже, чем в западных странах. За период с 1990 по 1995 год расход энергии на единицу ВНП уже в России увеличился не менее чем на 35 %, что связано с неоптимальными режимами ее использования, вызванными недогрузкой промышленного оборудования, ухудшением качества сырья, ростом потерь в сетях централизованного теплоснабжения и др.
Следовательно, находясь, по сути дела, в едином экономическом пространстве с развитыми странами, наш производитель вынужден платить за энергию при производстве той же продукции в несколько раз больше.
Анализ показал, что российская экономика располагает значительным потенциалом энергосбережения, он формируется следующими основными составляющими.
1. Снижение удельной энергоемкости экономики в связи с улучшением использования имеющегося производственного потенциала и относительном снижении энергозатрат при росте ВВП. Этот фактор будет проявлять себя за счет снижения удельных энергетических расходов при догрузке имеющихся производственных мощностей. За годы реформы про- изошло повышение удельной энергоемкости экономики при ее спаде в 1, 2 раза (в сопоставимом рублевом исчислении), что соответствует дополнительным затратам в стране примерно
180-200 млн. т у. т. энергоресурсов. При прогнозируемом “реверсе” экономики можно считать, что удельная энергоемкость достигнет к 2018-2099 гг. уровня 1990 года. Этот фактор будет действовать главным образом на первом этапе, в период 2015-2020 гг.
|
|
|
2. Снижение энергоемкости экономики в связи со структурными ее трансформациями, выражающимися в увеличении доли малоэнергоемких услуг в структуре ВВП и в энергосберегающих преобразованиях структуры промышленного производства. В результате доля указанных энергоемких производств к концу периода 2001-2005 гг. снизится с 45, 5 до 34, 9 %, а неэнергоемких возрастет с 36, 0 до 43, 7 %.
Технологическое энергосбережение. Потенциал энергосбережения, реализуемый за счет использования высокоэффективных технологий и организационных мероприятий, кото- рым располагает экономика страны, в сопоставлении с мировым уровнем оценивается вели- чиной в 45-50 % годового от всего объема внутреннего энергопотребления в России.
Около 40-45 % ТЭР, вырабатываемых в стране, потребляют промышленные предприятия, поэтому резервы экономии ТЭР в промышленности особенно велики.
Многочисленные исследования показывают, что наибольшие резервы экономии ТЭР нa российских предприятиях кроются в технологических процессах. Это связано с тем, что обновление технологических процессов в основном производится при их полном моральном износе. Мировая практика показывает, что обновление технологических процессов должно производиться после окончания “экономического” срока службы оборудования, который значительно меньше технического срока службы. Падение промышленного производства в России в период 1991-1998 годов привело к тому, что удельные расходы ТЭР на выпуск единицы продукции возросли в 1, 5-2 раза.
Повышение эффективности использования энергоресурсов можно осуществлять раз- личными путями. Причем в зависимости от проводимых мероприятий будут изменяться как необходимое для их осуществления время, так и материальные затраты на их проведение.
К наиболее простым относятся мероприятия организационно-технического порядка, не связанные с использованием нового оборудования и дополнительных затрат: постоянный контроль за состоянием топливоиспользующего оборудования, строгое соблюдение оптимальных режимов его эксплуатации, тарифная политика, поощрение деятельности по энергосбережению и т. д.
Мероприятия, связанные с модернизацией оборудования, которые требуют небольших капитальных затрат и могут быть выполнены силами самих предприятий: замена газогорелочных устройств, реконструкция топочной камеры и т. д.
И, наконец, мероприятия, связанные с реконструкцией производства и внедрением энергосберегающих технологий, которые связаны с большими капитальными затратами. К таким реконструкциям, например, относится когенерация, непрерывная разливка стали, перевод производства цемента с мокрого способа на сухой. Эффект, получаемый от последних мероприятий, безусловно, наивысший, но и для их осуществления требуются большие издержки, проведение целенаправленной инновационной политики.
Сегодня достаточно ощутимая дешевизна энергоресурсов в России дает очень хороший шанс нам всем – и гражданам России, и экономике России – стать цивилизованными и конкурентоспособными во всех смыслах этого слова, для экономики это крайне важно. Но мы должны понимать, что если мы не обозначим сроков перехода к нормальному функционированию всех отраслей, то тогда мы либо энергетические отрасли наши загоним в тупик и развалим окончательно, и не создадим системы конкурентоспособности.
Если говорить об энергосбережении в других странах, то это вызвано, в том числе и реальными ценами на энергоносители. Сегодня у нас внутри страны стоимость газа, бензина и топочного мазута дешевле, чем на Западе. Но перспектива должна быть обозначена. Все должны понимать, что это когда-то должно закончиться и необходим ясный график движения в правильном направлении.
|
|
|
