На главную

Энергосбережение и энергосберегающие технологии в Беларуси, СНГ, России, в мире. Экономия электроэнергии. Энергоэффективность.  

«     2011     2010  |   2009  |   2008  |

01.10.2008 Учет мультипликативного и социального эффектов при разработке программ энергосбережения

 

Учет мультипликативного и социального эффектов при разработке программ энергосбережения

 

При разработке программ энергосбережения недостаточно учитывать лишь эффект, обусловленный непосредственно энергосберегающими мероприятиями. Экологические, социальные и другие последствия принимаемых решений также необходимо учитывать на этапе разработки и принятия этих программ.

 

На энергообеспечение жилых, общественных и промышленных зданий в России расходуется до 40 % энергоресурсов. При этом даже для энергоэффективных зданий удельный расход тепловой энергии в 2 раза превышает аналогичный норматив, действующий, к примеру, в Германии [1]. Следует отметить, что проблемам энергосбережения, и в частности теплосбережения, в настоящее время в России уделяется большое внимание. Особенно это видно на примере Москвы, в Концепции городской целевой программы которой определены основные направления деятельности в области энергосбережения в Москве до 2020 г. [2].

В различных работах даются рекомендации по повышению эффективности систем электро- и теплоснабжения. В работе [1], в частности, отмечается, что выполнение комплекса предлагаемых энергосберегающих мероприятий позволяет сократить эксплуатационные расходы тепловой энергии в 2 и более раз при сохранении всех необходимых параметров тепловой комфортности жилища.

В качестве основных мероприятий, направленных на эффективное использование энергоресурсов (в дальнейшем ограничимся теплосбережением), предлагаются применение децентрализованных источников электро- и теплоснабжения, теплоизоляция ограждений и тепловых сетей, использование тепловых насосов и вторичных энергоресурсов, регенерация тепла в системах вентиляции, изменение схем теплоснабжения, горячего водоснабжения и др.

Для оценки эффективности энергосберегающих мероприятий предлагаются различные критерии. Так, в статье [12] отмечается, что «критерием оценки эффективности варианта обеспечения энергоресурсом потребителей будет являться минимум затрат на единицу энергии. Этот критерий не противоречит интересам производителей энергии и топлива и отвечает интересам потребителей энергоресурсов».

Применяются и другие критерии оценки эффективности энергосберегающих мероприятий. Например, в работе [6] предлагается рассчитывать будущую прибыль и дисконтированный срок окупаемости проекта с учетом старения оборудования по системе уравнений износа мощностей.

Существуют также критерии, в основе которых лежит обеспечение максимума эффективности изолированной системы «производитель энергоресурсов – потребитель» в заданном объекте (здании, районе, городе).

На наш взгляд, более целесообразным будет применение подхода, когда оценка эффективности энергосберегающих мероприятий производится с учетом так называемого эффекта мультипликатора [10]. Сущность его в том, что инвестиции в одну отрасль вызывают вторичный поток инвестиций в другие отрасли. Опыт ряда стран показывает [10], что эффект мультипликатора приводит в течение года примерно к удвоению первоначальных инвестиций. Очевидно, что наиболее высокая степень реализуемости этого эффекта возможна при централизованном управлении, поскольку частные инвесторы заинтересованы, прежде всего, в эффективности инноваций внутри своей компании. Как справедливо отмечается многими авторами, при расчетах экономического эффекта в первую очередь должен соблюдаться народнохозяйственный подход, т. е. должны учитываться результаты не только по месту применения технико-технологических нововведений, но и в смежных отраслях с позиции их влияния на конечные показатели развития экономики страны. Весьма плодотворным при этом может оказаться применение метода меж­отраслевого баланса. Однако он имеет ограниченные возможности прогнозирования социальных и экологических последствий ресурсосберегающих программ.

Пока же в российских регионах нет осмысленной и оформленной идеи энергообеспечения общества, нет энергетической политики, отвечающей целям достижения коллективного оптимума [8]. Следует руководствоваться не только ближнесрочными интересами, но и оценивать влияние мероприятий на отдаленную перспективу. В связи с этим интересна мысль, высказанная в статье [14], что планирование развития современных систем должно включать техническую составляющую, но не ограничиваться этим. Важно учесть эффекты взаимодействия системы теплоснабжения с иными системами комплекса городского хозяйства, рассмотреть экономические, административные и инвестиционные аспекты функционирования и развития систем коммунальной инфраструктуры. При этом не следует ограничиваться границами города.

Особенно это касается такой сферы, как экология, которая не всегда может быть оценена количественно. Необходимо принять меры по снижению экологической нагрузки на окружающую среду не только за счет снижения использования энергоресурсов, но и путем применения экологически чистого оборудования [11]. В общем виде такой подход сформулирован в работе [9].

Возникает противоречие: рыночная экономика, игнорирующая ценность продуктов, забираемых из кладовых природы, дает одну целевую функцию для оценки совершенства производства – суммарные денежные затраты на единицу продукции. С другой стороны, жизнь подводит к необходимости вводить иной – «ноосферный» подход, который позволил бы минимизировать расход природных ресурсов на основе учета их ценности. Здесь целевой функцией должен служить суммарный расход эксергии на ту же единицу продукции на всем пути производства. Исходные данные по эксергии ресурсов, нужные для таких расчетов, табулированы и имеются в литературе.

Учет взаимного влияния отраслей, участвующих в производстве данного продукта, как и в денежной экономике, наиболее удобно вести посредством матрицы «затраты – выпуск» (межотраслевого баланса), введенной известным экономистом, лауреатом Нобелевской премии Василием Леонтьевым. Полученная таким путем «эксергетическая стоимость» позволяет подойти к «ноосферной» оценке производства любого продукта.

Располагая величинами удельных затрат каждого из видов – денежных Зд и эксергетических Зе, можно провести оптимизацию производства данного продукта, внося соответствующие изменения в технологию или конструкцию. Эта процедура может вестись по минимуму каждой из целевых функций – как Зд, так и Зе. Расчеты показали, что они существенно различаются. По существу получаются две разные оптимизации. Параметры, соответствующие минимальным денежным затратам Зд, не будут теми же и для Зе.

Но, скорее всего, общество пока не готово к применению такого подхода. В связи с этим при оценке эффективности ресурсосберегающих мероприятий наиболее целесообразным будет подход, учитывающий влияние этих мероприятий на социально-экономическую ситуацию в стране. При этом эффективность таких мероприятий может отличаться от полученой по общепринятым методикам.

На наш взгляд, традиционные методики оценивают эффективность ресурсо­сберегающих мероприятий, в основном, в «статике» (хотя и с учетом дисконта). При соизмеримых значениях временного лага инвестиций в ресурсосбережение и времени заметных изменений в экономике страны следует накладывать модель ресурсосбережения на подвижную модель экономики.

В связи с изложенными выше доводами, предлагается дополнить существующие методики оценки эффективности систем энергоснабжения (и теплоснабжения в частности) следующими положениями.

1. При внедрении энергосберегающих технологий в качестве целевой функции не следует руководствоваться лишь теплотехническими показателями. Возможны случаи, когда оптимальная с точки зрения термодинамики система может оказаться далеко не оптимальной с точки зрения социально-экономического эффекта.

2. Нужно учитывать получение мультипликативных эффектов, не определяемых при рассмотрении чисто теплотехнической задачи.

3. Прогнозировать и учитывать проявление синергизма внедряемых технологий. Например, совместное применение ПИ-труб, низкоэмиссионого стекла, тепловых насосов в системе электро- и теплоснабжения дает эффект больший, чем сумма эффектов от применения перечисленных технических решений. Проявления синергизма возможно не только в техническом плане, но и в более широком, социально-экономическом. Использование ресурсосберегающих технологий в свою очередь уменьшит затраты на транспортировку этих ресурсов, улучшит экологическую ситуацию в регионе и т. д.

4. При расчете срока окупаемости проектов следует учитывать наличие материально-технической базы для их реализации и возможности ее развития. К примеру, в России есть достаточное количество предприятий, способных производить тепловые насосы, и имеются источники низкопотенцильного тепла. А производство и сбыт отечественных газопоршневых двигателей для систем децентрализованного тепло- и электроснабжения в условиях конкуренции со стороны иностранных производителей пока еще нуждается в поддержке.

Необходимо также учитывать и отдаленные последствия тех или иных технологий. В постановлении Совета Министров Республики Беларусь от 27.12.2002 г. № 1820 «О дополнительных мерах по экономному и эффективному использованию топливно-энергетических ресурсов» [4] в разделе «Прогноз эффективности применения ПИ-трубо­проводов для снижения тепловых потерь в тепловых сетях» отмечается, что при действующих тарифах на тепловую энергию при планомерном подходе к замене тепловых сетей эффект снижения тепловых потерь от применения ПИ-трубо­проводов может быть ощутим не ранее, чем через 10–12 лет. Результаты применения некачественных ПИ-труб также скажутся не ранее, чем через 10 лет.

5. Некоторые энергосберегающие мероприятия могут быть успешно реализованы только в комплексе. Так, установка низкоэмиссионого стекла может уменьшить потерю теплоты через окна в 20 раз, но если это мероприятие осуществляется за счет жильцов, то желание поставить такие стекла появится лишь после установки приборов учета тепла. Кроме того, необходимо учитывать, что в настоящее время через окно теряется лишь 14 % теплоты, а около половины теплопотерь приходится на нагревание инфильтрующегося и вентилируемого воздуха [1]. Следовательно, эффект от применения такого стекла в общем тепловом балансе здания не превысит 10 %.

Это же замечание касается применения децентрализованных рекуператоров тепла вентиляционного воздуха ТеФо [7]. Кроме синергетического эффекта ресурсосберегающих мероприятий возможен и обратный эффект, который не может быть выявлен при теплотехнических расчетах. В соответствии с принципом Ле Шателье – Самуэльсона (аналог принципа Ле Шателье – Брауна в экономике), при воздействии на систему, находящуюся в равновесии, возникают процессы, ослабляющие это воздействие. Рассмотрим следующий пример. Уменьшение потребления энергоресурсов при реализации ресурсосберегающих программ позволит увеличить экспорт этих ресурсов. Но увеличение выручки от экспорта, скорее всего, не будет пропорционально увеличению его объема.

Можно предложить и другие примеры проявления этого принципа. На начальном этапе внедрения ресурсосберегающей технологии спрос на соответствующее оборудование вызовет повышение цен на него. В дальнейшем же возможно падение цен, вызванное расширением производства.

6. Учитывая достаточно большой срок внедрения и окупаемости ресурсосберегающих технологий (более 3 лет) [5], будет целесообразно проводить перспективный анализ их развития. Совершенствование некоторых образцов техники может оказать решающее значение на выбор принципиальной схемы теплоснабжения. В частности, это касается выбора схемы электро- и теплоснабжения – либо децентрализованного, либо централизованного. Достижения в производстве газопоршневых двигателей или газотурбинных установок могут оказать влияние при выборе схемы в пользу децентрализованной системы. И наоборот – достижения в производстве и технологии прокладки ПИ-труб окажут влияние на выбор в пользу централизованных систем. Нельзя не отметить фактор, усиливающий позицию газотурбинных установок. Так, мощность российских заводов по производству авиационных двигателей, существенно недогруженных в настоящее время, позволяет поставлять на энергетический рынок нужное оборудование в достаточном количестве. Это позволит одновременно сохранить высокий уровень авиационного машиностроения в России [3].

7. При разработке энергосберегающих программ, рассчитанных на отдаленную перспективу, следует учитывать прогноз структуры распределения энергопотребления по регионам и стране в целом. В настоящее время основная доля потребления энергии приходится на крупные города. Как отмечено в [6], около половины суммарного потребления тепла приходится на 3 % городов – это крупнейшие промышленные центры. Развитие малых и средних городов России приведет к значительному изменению структуры энергопотребления по стране. А поскольку оптимальные схемы электро- и теплоснабжения небольших населенных пунктов и крупных городов могут различаться, то и программы ресурсосбережения в масштабах страны будут различными.

Особо следует отметить, что в случае реализации Государственной программы развития сельского хозяйства в сельской местности возникнет значительная потребность в энергоресурсах. Это, безусловно, окажет существенное влияние на производство теплотехнического оборудования и на программу ресурсосбережения в целом.

8. Следует учитывать и динамику строительства жилья и других объектов. Очевидно, что возможности применения ресурсосберегающих технологий для проектируемых домов и уже существующих зданий отличаются. Как отмечает академик С. Булгаков в статье [1], ежегодные объемы нового жилищного строительства в России (35–40 млн м2) составляют менее 2 % эксплуатируемого жилищного фонда. Вся экономия энергоресурсов за счет ужесточения норм строительной теплотехники в сфере нового жилищного строительства в ближайшие 10 лет не составит и 5 %. За 10 лет, прошедших после публикации статьи [1], многое, конечно, изменилось, но актуальность ее сохраняется.

При разработке перспективной программы ресурсосбережения нельзя не учитывать и предполагаемого широкого развития малоэтажного строительства в России. Система отопления малоэтажного дома может значительно отличаться от системы отопления «хрущевки» – возможностей для ресурсосбережения здесь гораздо больше.

9. Необходимо учитывать экологическую обстановку в каждом населенном пункте. В населенных пунктах с неблагоприятной экологией предпочтение следует отдавать проектам с минимальной экологической нагрузкой, даже если это идет в ущерб их экономичности. При этом нагрузка на окружающую среду сместится на другие, более благоприятные в экологическом отношении участки.

С учетом вышеизложенных доводов, мы предлагаем следующий алгоритм подготовки программы энергосбережения.

Шаг 1. Определяется структура населенных пунктов (потребителей энергии) в стране по следующим основным параметрам:

• численность населения, ее динамика;

• климат (среднегодовая, максимальная, минимальная температура);

• экологическая ситуация;

• энергопотребление и перспективы его изменения;

• характеристика доминирующих потребителей энергии (по теплотехническим признакам);

• существующие системы электро- и теплоснабжения, наличие источников энергии и низкопотенциальной теплоты;

• месторасположение в общей иерархической структуре.

Шаг 2. Определяются населенные пункты, оказывающие значительное влияние на общую картину энергопотребления. По этим населенным пунктам проводится структуризация, подобная той, что проводилась на первом шаге.

Шаг 3. Выбираются 3–4 наиболее эффективные, на первый взгляд, в теплотехническом плане программы ресурсосбережения. По общепринятым методикам, например, предложенной в [12], определяется их эффективность.

Шаг 4. Выясняется наличие технической базы для реализации выбранных программ, возможности ее развития. На этом шаге возможно исключение из рассмотрения программ, имеющих недостаточную базу для широкого применения. В случае затруднения выбора того или иного варианта оцениваются (с учетом дефлятора ВНП) затраты на создание такой базы. Следует тщательно оценивать социально-экономические последствия применения отечественного оборудования. Если по технико-экономическим показателям оно уступает зарубежным аналогам, то необходимо оценить, хотя бы качественно, каким образом производство этого оборудования скажется на развитии региона, где оно производится.

Шаг 5. С учетом динамики изменения структуры объектов и исходных данных (уменьшения доли старых домов, изменения цен на энергоносители, перспектив в технической области изменений демографической и экологической ситуации в стране) выбирается предпочтительная программа ресурсо­сбережения. При этом следует оценить возможность применения метода анализа иерархий [14].

Схемы для каждого региона могут быть разными, но обязательно должно учитывается их взаимное влияние. Решение этой задачи может быть осуществлено рядом организаций, специализирующихся в таких направлениях, как техника, экономика, экология, социология (в том числе социальная прогностика) и др. Результатом может быть снижение доли сырья в ВВП, улучшение социальной, экологической ситуации в стране, уменьшение «перенаселенности» крупных городов и другие «побочные» положительные эффекты.

 

Николай ЛЕЛЮШКИН, кандидат технических наук (Россия)

 

В заключение следует добавить следующие соображения. Они хотя и несколько выпадают из общего контекста вышеизложенных предложений, но могут оказать существенное влияние на разработку программы теплосбережения.

1. Внешнеполитические факторы. Такие, как, например, ужесточение Киотского протокола, что в свою очередь может оказаться самостоятельным фактором, побуждающим искать пути экономии энергоресурсов.

2. Экономические факторы. К ним можно отнести прогнозируемое увеличение себестоимости добычи нефти и газа. Усиливаются тенденции к развитию альтернативной энергетики. Возрастает доля атомной энергетики – за последние годы цены на уран возросли в пять раз.

Влияние этих факторов на тенденции ресурсосбережения не всегда предсказуемо, а иногда и противоречиво, но учитывать их, особенно в долгосрочных программах, необходимо.

Особо следует остановиться на методах стимулирования теплосбережения. Поскольку эффект от внедрения теплосберегающих мероприятий отсрочен, а затраты необходимы на этапе строительства (модернизации), то инвесторы не заинтересованы в реализации этих мероприятий. В связи с этим имеет смысл рассмотреть такой метод стимулирования, как выплата вознаграждения (и инвесторам, и лицам, принимающим решение о внедрении того или иного проекта) уже в процессе эксплуатации объекта в виде дивидендов пропорционально доле сэкономленных ресурсов (точнее – экономического эффекта). Правда, последнее утверждение спорно – экологический и социальный эффект оценить количественно достаточно сложно.

 

Литература

 

1. Булгаков С. Н. Энергосберегающие технологии вторичной застройки реконструируемых жилых кварталов // AВОК. – 1998. – № 2.

2. Концепция комплексной программы «Энергосбережение в г. Москве на 2009–2013 гг. и на перспективу до 2020 года с выделением первоочередных мероприятий на 2008 год».

3. Батенин В. М., Масленников В. М., Цой А. Д. О роли и месте децентрализованных источников энергоснабжения // Энергосбережение. – 2003. – № 1.

4. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 27 декабря 2002 г. № 1820 «О дополнительных мерах по экономному и эффективному использованию топливно-энергетических ресурсов».

5. Закиров Д. Г., Каданцев Н. Е., Суханов В. С. Разработка программ энергосбережения для промышленных и коммунальных предприятий на основе энергетических обследований. http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=669.

6. Клименко А. В., Орлов Ю. Н. Расчетная модель оптимизации системы теплоснабжения региона. Москва, 2003. http://www.keldysh.ru/papers/2003/prep88/prep2003_88.html.

7. Барон В. Г. Рекуперация тепла в современных системах вентиляции. С.О.К., 2005 г. – № 3. – С. 60–64.

8. Богданов А. Теплофикации нет альтернативы. Виноват метод анализа. http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=372.

9. Бандура А., Бродянский В. Экономика ноосферы. http://skydger.olegern.net/science/tdecon/bb_2.html.

10. Староверова Г. С. и др. Экономическая оценка инвестиций. – М.: КНОРУС, 2006. – 312 с.

11. Шарипов А. Я., Силин В. М. Энергосберегающие и энергоэффективные технологии – основа энергетической безопасности // AВОК. – 2006. – № 4.

12. Шкрет А. Ф. Методические особенности оценки экономической эффективности энергосберегающих мероприятий. ОЭП СНЦ РАН, Саратов.

Материалы IV Российской научно-технической конференции «Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности», Ульяновск, 24–25 апреля 2003 г.

13. Пшеничников В. М. Энергосберегающие системы отопления для промышленных предприятий и жилых зданий // Энергослужба предприятия. – 2006. – № 4 (22).

14. Семенов В. Г., Ковальчук В. В. Планирование развития систем теплоснабжения // Энергосбережение. – 2005. – № 10.

 

Контакты

Беларусь: 220121, г. Минск
а/я 72
Тел.: +375 (17) 385-94-44,
385-96-66

Факс: +375 (17) 392-33-33
Gsm: +375 (29) 385-96-66 (Vel)

Е-mail: energopress@energetika.by
E-mail отдела рекламы:
reklama@energetika.by

© ОДО Энергопресс, 2003—2009. Все права защищены.
Мониторинг состояния сайта
Создание сайта Атлант Телеком