Науково-методичні засади енергозбереження

1. Науково-методичні засади енергозбереження

При розробці заходів з енергозбереження на будь - якому об'єкті необхідно спиратися на науково обґрунтовані правила аналізу стану об'єкта стосовно ефективності використання ПЕР, стандартизовані методики оцінок наслідків впровадження енергоощадних технологій. До основних наукових напрямків, що стосуються енергозбереження, можна віднести [1- 6]:

- розробку системи показників, характеристик та норм енергоспоживання [7,8];

- оцінку енергетичної та економічної ефективності роботи (енергоємності, енергетичного еквівалента) підприємства;

- розрахунок енергетичного балансу організації;

- оцінку ПЕ організації, міського господарства, регіону, держави;

- аналіз витрат енергії у процесі виробництва, перетворення та транспортування енергії;

- розробку нормативних і забезпечення наближення до них реальних енергозатрат та досконалості технологічних процесів.

1.1 Основні поняття енергозбереження

При реалізації енергетичної політики слід розрізняти економію ПЕР, що виникає внаслідок „природного” удосконалення технологічних процесів та підвищення свідомості суспільства, і ту, яка виникає внаслідок цілеспрямованої діяльності державних органів управління, зокрема завдяки цільовим інвестиціям та іншим системним економічним заходам (імпортні та експортні митні бар'єри, податкові пільги і т.п.).

Пряма економія ПЕР виникає внаслідок зменшення енергозатрат на всіх етапах виробництва, в т.ч. - організаційних заходів і використання досконаліших засобів праці і технологій.

Непряма економія ПЕР виникає завдяки підвищенню якості продукції, зменшення її матеріалоємності, використанню нових матеріалів та нових джерел енергії.

Структурна економія ПЕР досягається шляхом переходу від енергозатратної до енергоекономної структури економіки як у регіональному, так і національному масштабах [9].

Неефективними (марнотратними) називаємо енергозатрати, що виникають внаслідок відхилення технологічних процесів від нормативних вимог, режимних карт, вимог технологічної та проектної документації на електро- та теплопостачання, відхилення характеристик споруд, машин та графіка їх роботи від паспортних вимог чи галузевих стандартів.

Теоретичний потенціал енергозбереження (ТПЕ) - це максимальна економія ПЕР, що досягається завдяки ліквідації всіх видів втрат.

Технічний потенціал енергозбереження рівний економії ПЕР, що може бути досягнена за фіксований проміжок часу доступними засобами залежно від стану науково-технічного рівня даного соціуму.

Економічний потенціал енергозбереження (ЕПЕ) - це частина технічного ПЕ, яка може бути прибутково впроваджена при наявності інвестиції, ЕПЕ завжди менший від технічного, оскільки регламентується окупністю та іншими вимогами до інвестицій.

Енергозберігаючий потенціал поведінки визначається розумінням актуальності енергозбереження суб'єктами ринку, що можуть (уповноважені) приймати рішення.

Енергоємність продукції - це відношення річного обсягу спожитої енергії (в натуральному обчисленні) до річного обсягу продукції (в натуральному та вартісному обчисленні). Аналогічно визначають електричну, або теплову ємність продукції.

Електропаливний коефіцієнт - це відношення обсягу річного споживання електроенергії до річного обсягу спожитої енергії палива (без урахування затрат на виробництво електроенергії).

Теплоенергетичний коефіцієнт - це відношення обсягу річного споживання тепла (гарячі пара, вода) до річного обсягу спожитої електроенергії.

Якість - це сукупність властивостей об'єкта, які визначають його здатність задовольняти певні потреби відповідно до його призначення.

Ефективність - це одна з характеристик якості, що виражається зіставленням витрат і результатів функціонування.

Існують два основних критерії визначення якості. Перший базується на нормуванні, порівнянні та максимізації відношення результату до затрат, а другий - різницею між результатами та затратами. Останній критерій слід застосовувати лише при адитивності результатів і витрат.

При оцінці ефекту енергозбереження використовують поняття інженерна та економічна еластичність потенціалу економії ПЕР.

Інженерна еластичність вимірює можливість заміщення енергії капіталом за умови, що його сприяння виробництву є постійним.

Економічна еластичність енергозбереження вимірює можливість заміщення енергії капіталом за умови незміни кінцевого продукту.

1.2 Заходи щодо розробки стандартів з енергозбереження

Величина енергозбереження у національному масштабі визначається різницею енергоємності ВНП

(1)

N(t)- ВНП у році t, l₀, l(t)- енергоємність національного продукту на роки 0 та t. Недолік цієї формули полягає у тому, що вона визначає енергозбереження дуже інтегрально, без деталізації його структури.

Важливим фактором стримування рівня споживання ПЕР є впровадження науково обґрунтованих норм і нормативів енергоспоживання. Впровадження стандартів дозволяє обґрунтувати економічні санкції та стимули щодо енергокористування. Першочерговими завданнями стандартизації та нормування використання ПЕР є:

1. Визначити, які виробництва та у яких галузях промисловості, вимагають невідкладних заходів щодо впровадження енергозбереження.

2. Уточнення переліку та відповідності світовим стандартам технологічного та енергетичного обладнання, яке використовується в енергоємких процесах.

3. Стандартизація норм питомого (на одиницю продукції) енергоспоживання за галузями промисловості та особливо енергозатратними виробництвами.

Нормування питомих витрат ПЕР є інструментом усунення нераціонального їх використання внаслідок безгосподарності та через застарілі технології.

Постановою КМ України від 15.07.97р. №786 на кожному виробництві пропонується встановлювати норми витрат ПЕР для кожного виду продукції, а на підприємстві в цілому бажано визначити укрупнені норми енерговитрат на одиницю зведеної продукції. Також нормативи вважають доцільним впроваджувати і для галузей.

Норми витрат ПЕР визначаються як наскрізні показники. До них включають всі витрати ПЕР на кожному етапі виробництва.

Для розробки норм і нормативів та аналізу енергоспоживання використовують енергобаланси - системи взаємозв'язаних показників, що відображають кількісне співвідношення між надходженням та використанням усіх видів ПЕР на конкретному об'єкті (виробничій дільниці, цеху, підприємстві чи регіоні).

Питомі витрати ПЕР на конкретному підприємстві можна виразити так:

(2)

W_e - затрати ПЕР для виробництва Q одиниць продукції; n₀ - кількість основних виробництв, ng - кількість допоміжних; W_e,_оі, W_е,_gj - затрати ПЕР на і-те основне та j-те допоміжне виробництво. Сумарні питомі затрати ПЕР з урахуванням затрат на сировину E₁ та напівфабрикати Е₂ рівні:

E_s = E_e + E₁ + E₂, (3)

структура Е₁ та Е₂ така сама як (2).

1.3 Ексергічна оцінка ефективності використання теплової енергії

Закон збереження енергії характеризує кількісну сторону перетворення енергії, але він нічого не говорить про якісні зміни, які виникають на етапах перетворення. Ми говоримо про перетворення тепла у роботу та навпаки, але кількість роботи яка може бути перетворена у тепло не рівна кількості тепла, яку можна зворотно перетворити у роботу. Частина первинної енергії залишиться у формі тепла і буде недоступною для перетворення у роботу. Кажуть енергія втратила (знизила) свою якість. Проаналізуємо цю ситуацію, тобто вияснимо від чого залежить та частина енергії, яка втрачається для роботи.

1.3.1 Поняття ексергії та ексергічного к.к.д

Різні види енергії можуть перетворюватися один в одного з різною ефективністю. Наприклад, механічна потенціальна енергія може повністю перетворюватися у кінетичну (якщо знехтувати тертям), кажуть, коефіцієнт перетворення рівний одиниці. Але тепло навіть в ідеальній машині Карно (без тертя), перетворюється в роботу лише частково з коефіцієнтом перетворення (термічним к.к.д.).

; (4)

Т₁, Т₀ - температури нагрівника і охолоджувача.

Це означає, що, крім кількості, енергія володіє ще й якісними показниками, наприклад, здатністю до перетворення в інші форми. Якщо мова йде про здатність різних форм енергії до перетворення у роботу, то цю величину зручно характеризувати ексергією, або роботопридатністю [9,10].

Ексергія - це величина, що рівна максимальній роботі, яку можна отримати у будь-якому процесі перетворення енергії.

Ексергічний к.к.д. рівний відношенню фактичної роботи L , що отримана при перетворенні енергії, до максимального її значення в цьому процесі, тобто

(5)

Щоб виразити ексергію та е.к.к.д._. через звичні термодинамічні параметри, розглянемо проточну термодинамічну систему (Т.Д.С.), див. рис.2.

На рис. 2, U₁, S₁, U₂, S₂ - внутрішня енергія та ентропія робочого тіла на вході і виході системи; Т₁, Т₂ - температури нагрівника і охолоджувача; А - виконувана робочим тілом робота.

Згідно з першим началом термодинаміки

ДU = ДQ - ДA, (6)

Загальна кількість тепла, що отримало робоче тіло, рівна різниці теплот

ДQ = ДQ₁ - ДQ₂, (7)

Q₁ -тепло, що робоче тіло прийняло від нагрівника; Q₂ - віддане охолоджувачу.

Знайдемо зміну ентропії всієї системи: "робоче тіло + нагрівник + охолоджувач" у процесі виконання роботи А:

(8)

Виразимо з цього рівняння Q₂ і підставимо отримане значення у (7), в результаті отримаємо:

(9)

Використовуючи (9) та (6), знайдемо роботу, що виконується робочим тілом

(10)

Це рівняння корисне тим, що в ньому явно виділена залежність роботи від зміни ентропії як робочого тіла, член (S₁ - S₂)T₂, так і всієї системи

Величина

B_T = T₂?ДS_C (11)

називається втратою роботи, а вираз (11) -рівнянням Гюі-Стодоли, воно характеризує частину теплоти, що в необоротному процесі розсіюється і не може бути перетвореною у роботу. Для оборотних процесів ентропія замкненої системи не змінюється (S_С = 0) і тому

B_T = T₂?ДS_c = 0, (12)

а вираз (9) описує максимальну роботу, яку може виконати робоче тіло

(10а)

За означенням максимальна робота (10а) рівна ексергії, тобто

(13)

Використовуються три основні види ексергії:

1. Ексергія роботи

Вона рівна роботі тому, що механічна робота є впорядкованим рухом, ентропія якого практично рівна нулю.

2. Ексергія теплоти

Щоб знайти ексергію теплоти, слід у формулі (13) покласти U₁ = U₂, S₁ = S₂ та вважати, що Q₁ Q₂, тоді:

(14)

К_е,1 - коефіцієнт якості теплоти Q₁.

Ексергія теплоти рівна роботі, яка виконується оборотним циклом Карно при отриманні робочим тілом теплоти Q₁.

3. Ексергія маси робочого тіла

Якщо передача тепла відбувалася при сталому тиску і кінцевий стан системи відповідає рівновазі з оточенням при температурі Т₀, то маємо, що U₁ - U₀ = Н₁ - Н₀, Н - ентальпія робочого тіла. Приймемо Q₁ = 0, тоді

Ekc (m) = H₁ - H₀ + (S - S₀)•T₀ , (15)

і зміна ексергії маси робочого тіла

ДEkc(m) = H₂ - H₁ + (S₂ - S₁)•T₀ .(15а)

Враховуючи вирази (14) та (15), можемо представити рівняння (10) для роботи у вигляді

ДA = Ekc (Q) - ДEkc (m) - В_T , (16)

а ексергію відповідно (поклавши у (16) В_Т = 0)

ДEkc = mA = Ekc (Q) - ДEkc (m) (17)

Ексергічний к.к.д.

Підставимо (17) у вираз (5) і використаємо при цьому (16), тоді

(5а)

З виразу (5а) бачимо, що ексергічний к.к.д. характеризує процеси з точки зору ефективного використання енергії (якості енергії). Чим нижчі втрати енергії Вт, тим якісніша енергія і ефективніший процес її перетворення.

Означимо _екс для різних процесів.

а) Адіабатний процес

Для цього процесу Q = 0, тому Еkc (Q) = 0; А = -Н, тому

. (18)

б) Ізобарний процес

Для необоротного ізобарного процесу загальна ексергія Еkc= 0 і тому ексергія теплоти рівна ексергії маси

Ekc (Q) = ДEkc (m) (19)

Використовуючи (20), знаходимо ексергічний к.к.д. теплообмінника, який працює при Р = const

(20)

Еkc₁, Еkc₂ - ексергії гріючого і нагрітого потоків.

У технологічних схемах, де відбувається перетворення енергії, на кожному такому етапі втрачається не лише кількість енергії, але і її якість (зростають втрати, див. (11), які характеризуються ростом ентропії (хаосу)). Тому технологічні процеси слід намагатися організовувати так, щоб мінімізувати не лише величину затрат енергії, але і ріст ентропії (хаосу), тобто зберігати якість енергії. Повна енергетична ефективність будь-якого процесу характеризується його ексергічним к.к.д.[1,10]

(21)

W_н, і - величина енергії корисного навантаження для і - го виду енергії; К_е,і^(н) - коефіцієнт якості для і - го виду енергії; у знаменнику (21) ті ж позначення для генератора.

(14а)

Т₀ - температура зовнішнього середовища; Т_і - усереднена температура процесу перетворення енергії. Наприклад, для ТЕЦ з кількома відборами пари ексергічний к.к.д. дається виразом

(21а)

W_ел - річна кількість виробленої електричної енергії; Q_і - відпуск тепла з і -го відбору; Т_і - температура пари відбору; К_е,і - коефіцієнт якості тепла в і -му відборі; Q_вх - річна кількість підведеної до ПГ енергії.

1.3.2 Приклад застосування ексергічного аналізу

Розглянемо використання поняття ексергії при аналізі типової задачі теплопередачі.

Задача.

На підприємстві є пароводяний підігрівник для нагрівання q₁ = 20 кг/с води від температури t₁ = 30C до температури t₂ = 80C, розрахований на використання пари з тиском Р₀ = 7.510⁴ Па. Підприємство не має пари таких параметрів і тому там користуються парою з тиском Р = 5.010⁵ Па. Розрахувати характеристики нагріву води в проектному та фактичному режимах, а також термодинамічні втрати від непроектної експлуатації підігрівника. Втратами тепла в оточення знехтувати.

Аналіз ситуації

Використаємо баланс енергії для визначення теплового навантаження у теплообміннику

Q = ДH = mC_p(t₂ - t₁) (22)

Визначимо витрату пари для забезпечення цього навантаження

(23)

h_п, h_к - ентальпії пари і конденсату відповідно.

Приймемо, що гріюча пара суха і насичена, а конденсат пари охолоджений на t градусів нижче температури насичення, тоді

(24)

h_n(p,x=1), h_к(p_н,t_н-t) - ентальпія сухої пари при тиску Р та ентальпія конденсату при t = t_к - t. В подальшому будемо позначати витрату пари в проектному режимі через Д⁽⁰⁾, а в реальному Д.

1.3.2.1 Ексергічний баланс теплообмінника

Приріст ексергії води, що нагрівається, див.(15а),

ДEkc (води) = q?[ДH(води) - T₀ДS(води)] (25)

Н(води) - зміна ентальпії води при нагріванні; S(води) - зміна ентропії; Т₀ - температура зовнішнього середовища.

1.3.2.2 Зменшення ексергії нагрівника

Еkc = Д •[Н(пари) - Т₀•S(пари)] (26)

Як і раніше, позначимо Еkc⁽⁰⁾ - для проектного режиму, а без значка зверху - для реального.

1.3.2.3 Втрата ексергії у процесі теплопередачі

Вт = Еkc - Еkc (води) .(27)

Ми говоримо саме про втрати ексергії, оскільки цю величину визначаємо як різницю між загальним зниженням ексергії пари при теплопередачі і корисною ексергією (нагрітої води). Збільшення втрат ексергії внаслідок використання непроектного режиму нагріву, див. (27),

В_т = В_т - В_т⁽⁰⁾ = Еkc - Еkc ⁽⁰⁾ (28)

викликає перевитрату палива (П)

(29)

q_у.п. - теплота згоряння умовного палива (q_у.п.=29.3МДж/кг).

Відповідно можна розрахувати добову перевитрату палива:

ДП_(доб) = ДП?3.6?10³?24 (кг/добу) (30)

1.3.2.4 Ексергічний к.к.д. теплообміну

Відповідно до (21) для теплообмінників

(31)

Підставляючи в (31) значення Еkc ⁽⁰⁾ та Еkc для проектного і непроектного режимів, можемо розрахувати для них ексергічні к.к.д. Числовий розрахунок цього прикладу дається у Додатку у вигляді МАТНCАD - програми.

1.4 Баланс паливно-енергетичних ресурсів

Паливно-енергетичний баланс (ПЕБ) є ефективним засобом кількісного та якісного узгодження споживання і виробництва ПЕР [10, 11]. Він є наслідком закону збереження енергії і складається з двох частин,

(32)

W_к - кількість енергії, що генерується (постачається) к - джерелом, включаючи і запаси на складах; V_s - кількість енергії, що витрачається на s - му етапі чи ділянці виробництва.

З рівняння (32) бачимо, що ліва частина балансу - це загальна кількість всіх видів енергії, що використовується (поступають) на виробництво, а права - сукупні витрати енергії.

Впровадження заходів з енергозбереження для даного підприємства розглядають як додаткове джерело енергії і зекономлену кількість енергії зручно відображати у прибутковій (лівій) частині рівняння енергетичного балансу [13].

Для оцінки не лише кількісної, але і якісної сторони використання енергії доцільно складати ексергічний баланс підприємства чи виробництва [10]. В цьому випадку прибуткова ліва частина рівняння ексергічного балансу рівна сумі ексергій всіх вхідних потоків енергії, в т.ч. і енергій, що виділяються в екзотермічних реакціях (якщо вони використовуються на виробництві) [1,10]. Витратна частина ексергічного балансу складається з суми ексергій перетворених у виробництві потоків енергії та всіх втрат ексергії, які відбуваються при перетвореннях енергії у технологічному процесі.

1.5 Економічні аспекти енергозбереження

Важливим засобом активізації процесів енергозбереження є узгодження інтересів підприємств, що виробляють і споживають ПЕР. Підставою для такого узгодження є розподіл між сторонами економії ПЕР, що отримані в результаті заходів з енергозбереження, замість введення в дію нових чи розширення діючих енергогенеруючих потужностей [14]. На Заході такий перерозподіл здійснюють регіональні енергетичні комісії, що забезпечують антимонопольне регулювання діяльності енергокомпаній. Ці комісії є учасниками планування діяльності енергокомпаній у тій частині, що стосується програм енергозбереження як більш ефективної альтернативи розширенню енерговиробництва.

Економічні методи заохочення до енергозбереження ґрунтуються на введені прогресивних податків за недотримання нормативних витрат ПЕР з урахуванням шкоди довкіллю.

До економічних заходів також належать: дотації на впровадження енергозберігаючих технологій; безповоротні позики; розстрочки платежів; безвідсоткове кредитування; пільгові нормативні відрахування за фонди енергозберігаючого обладнання; фонди преміювання у державних підприємствах, які сягають до 100% від суми економії ПЕР; звільнення від прибуткового податку з частини прибутку, що отриманий у результаті заходів з енергозбереження; економічне заохочення при зменшенні обсягів виробництва енергії (за умови виконання договірних зобов'язань) та високих штрафних санкцій за перерви в реалізації заходів з енергозбереження [3,14 - 17]. Підставою для визначення розмірів штрафів за перевитрати ПЕР доцільно прийняти тарифи на ПЕР при забезпеченні нормативних витрат. У такому випадку штраф формується як відсоткова надбавка до тарифу залежно від перевитрати ПЕР.

Таким чином, економічні пільги за впровадження енергозбереження разом з динамічними цінами на ПЕР є ефективними засобами економічного управління енергозбереженням [16 - 18].

Критерієм економічної ефективності заходів з енергозбереження є прибуток підприємства, що виник завдяки їх впровадженню. Розглянемо оцінку впровадження енергозбереження на прикладі умовного підприємства [19].

Для цього виділимо з загального прибутку ту його частину, що завдячує енергозбереженню.

ДP(t) = P(t) - P(t)₀, (33)

P(t), P(t)₀ - прибуток підприємства в t - му році з енергозбереженням і без нього відповідно. Величина P(t) в (33) може бути представлена через його складові

(34)

С(t)ⁿ - ціна заощадженого палива в момент t; В(t)ⁿ - економія палива; C(t)^u - тариф на теплову енергію; Q^u - економія тепла, що купується; C(t)^e - тариф на електроенергію; W(t)^e -економія електроенергії; P(t) ^охор - скорочення платежів за забруднення довкілля, що виникло внаслідок енергозбереження: U(t) ^me, K(t) ^mе - змінні капіталовкладення, зв'язані з впровадженням та експлуатацією енергоощадного обладнання; ДL(t) - зменшення експлуатаційних затрат, крім спрямованих на енергозбереження. Показник скорочення платежів ДP(t) ^охор обчислюється як сума скорочення виплат підприємства за скиди нешкідливих речовин у атмо- і гідросферу та розміщення твердих відходів, що розраховані відповідно до лімітів на скиди у t - му році.

Для оцінки ефективності заходу з енергозбереження за весь термін експлуатації використовують показник інтегральної дисконтованої розрахункової зміни прибутку

, (35)

е - внутрішня норма ефективності або максимальний банківський відсоток (дисконтна ставка), за який може бути погашений банківський кредит впродовж терміну експлуатації впровадження; i_p - розрахунковий рік окупності затрат та результатів, зумовлених впровадженням.

Для оцінки ефективності разових витрат, що фінансуються підприємством за власні кошти або з позикових джерел, використовують показник внутрішньої ефективності разових витрат е , який розраховують з рівняння

(36)

P(i) - виручка підприємства від реалізації продукції у і-му році; Е(і), К(і) - поточні витрати на продукцію (без амортизаційних відрахувань на реновацію) та одноразові витрати в і-му році відповідно; і_к -кінцевий момент аналізу затрат. У виразі (36) повинна виконуватися умова , Е_н - нормативний коефіцієнт ефективності капіталовкладень.

Якщо можливі конкуруючі заходи з енергозбереження, то вибір конкурентного інноваційного проекту роблять, використовуючи техніко-економічне обґрунтування заходів для їх рангування за такими параметрами:

- величина економії ПЕР;

- величина затрат (людські ресурси, кошти і т.п.);

- екологічний та соціальний ефекти.

При фінансуванні енергозберігаючих заходів повинна забезпечуватися їх окупність [20]. Оцінка окупності робиться, порівнюючи дві альтернативи:

1. Вкладення коштів у захід з енергозбереження з отриманням прибутку коштом економії ПЕР.

2. Отримання прибутку при розміщенні тих же коштів на депозиті.

Отже, достатньою умовою впровадження заходів з енергозбереження є повне повернення коштів та отримання прибутку, не меншого від другої альтернативи до моменту початку отримання чистого прибутку.

1.6 Енерго - економічний аналіз використання ПЕР

Об'єктивну оцінку реальних затрат ПЕР на кінцеву продукцію дає наскрізне врахування всіх затрат ПЕР від видобутку сировини та палива до моменту споживання товару з врахуванням його якості.

Один з методів енерго- економічного аналізу ґрунтується на визначенні технологічного паливного числа (ТПЧ) процесу чи виробу. З деталями системного аналізу енергоспоживання, що ґрунтується на понятті ТПЧ, можна познайомитися у [22].

ТПЧ - це сумарні затрати всіх ПЕР на даній та попередніх стадіях виготовлення виробу, що перераховані на обсяг первинного палива за винятком ТПЧ, яке заощаджене внаслідок використання вторинних ресурсів, що виникли впродовж процесу виготовлення виробу [21, 22].

ТПЧ включає три форми енерговидатків:

- первинна;

- похідна;

- матеріалізована енергія.

Проаналізуємо структури ТПЧ відповідно до форм споживання енергії.

1.6.1 Первинна енергія

Первинна енергія, наприклад хімічна, що використовується для виробництва, рівна

(37)

і - індекс виду палива; з_і - питомі затрати і - го палива у виробництві, яке аналізується; е_bi , e_m,i , e_n,i - ТПЧ видобутку, транспортування та підготовки палива; Q_н,і - найнижча теплотворна здатність і - го палива.

1.6.2 Похідна енергія

Це енергія похідних енергоресурсів (електроенергія, пара, стиснене повітря, кисень та ін.), що необхідні для виготовлення продукту чи забезпечення технологічного процесу. Її визначають так

(38)

е_ел,і , е_пар,і , е_пов,і - величини ТПЧ для виробництва електроенергії, пари, стисненого повітря і т.д.; з_ел,і , з_пар,і , з_пов,і - питомі витрати палива для виробництва відповідних продуктів.

1.6.3 Прихована (матеріалізована) енергія

Це всі види енергії, що спожиті на попередніх етапах виробництва. Цю величину розраховують за формулою

(39)

і - індекс виду сировини, обладнання чи ремонтних затрат; е_с,і , е_об,і , е_р,і - ТПЧ сировини, обладнання та ремонту відповідно; k_a,i - коефіцієнт амортизації; N_p,i - кількість ремонтів і - го виду; V - обсяг виробленої продукції.

Розподіл ТПЧ між паралельно отриманими продуктами визначається пропорційно до їх ексергій, мас та обсягів, теплотворності і т.п. При цьому методика розрахунку повинна враховувати реальні затрати кожної технології і мати альтернативи.

Первинна енергія, що заощаджена при використанні вторинних ресурсів, може бути розрахованою так

 (40)

k_m,i , k_n,i , k_м,і - коефіцієнти ефективності використання тепла, палива та матеріальних ресурсів у місці (ланці технологічного процесу) споживання вторинних ресурсів; е, з - відповідно, ТПЧ та питомі витрати.

Загальна величина ТПЧ продукту визначається виразом

(41)

Зрозуміло, що чим ближче до завершення технологічного процесу виробництва, тим більша частка прихованої енергії у напівфабрикаті і тому найефективнішою є економія саме цієї складової ТПЧ.

Величина обернена до ТПЧ називається енерготехнологічною ефективністю (ЕТП). Вона характеризує кількість продукту, що виробляється на одиницю енергії.

Енерго - економічний аналіз є потужним інструментом визначення реальних затрат енергії у виробництві і його результати необхідно використовувати при оцінці заходів з енергозбереження чи визначення доцільності впровадження цього, чи іншого технологічного процесу чи виробу.

Висновки

1. Технічний потенціал енергозбереження - рівний економії ПЕР, що може бути досягнена за фіксований проміжок часу доступними засобами в залежності від стану науково-технічного рівня даного соціуму.

Економічний потенціал енергозбереження (ЕПЕ) - це частина технічного ПЕ, яка може бути прибутково впроваджена при наявності інвестиції, ЕПЕ завжди менший від технічного, оскільки регламентується окупністю та іншими вимогами до інвестицій.

2. Енергоємність продукції - відношення річного обсягу спожитої енергії (в натуральному обчисленні) до річного обсягу продукції (в натуральному, та вартісному обчисленні). Аналогічно визначають електричну, або теплову ємність продукції.

3. Важливим фактором стримування рівня споживання ПЕР є впровадження науково - обґрунтованих норм і нормативів енергоспоживання. Впровадження стандартів дозволяє обґрунтувати економічні санкції та стимули щодо енергокористування.

4. Постановою КМ України від 15.07.97р. №786 на кожному виробництві пропонується встановлювати норми витрат ПЕР для кожного виду продукції, а на підприємстві в цілому бажано визначити укрупнені норми енерговитрат на одиницю зведеної продукції. Також нормативи вважають доцільним впроваджувати і для галузей. Норми витрат ПЕР визначаються як наскрізні показники. До них включають всі витрати ПЕР на кожному етапі виробництва.

5. Енергія володіє ще й якісними показниками, наприклад, здатністю до перетворення в інші форми. Якщо мова йде про здатність різних форм енергії до перетворення у роботу, то цю величину зручно характеризувати ексергією, або роботопридатністю. Ексергія - величина, що рівна максимальній роботі, яку можна отримати у будь-якому процесі перетворення енергії.

Ексергічний к.к.д. - рівний відношенню фактичної роботи L , що отримана при перетворенні енергії, до максимального її значення у цьому процесі.

6. Важливим засобом активізації процесів енергозбереження є узгодження інтересів підприємств, що виробляють і споживають ПЕР. Підставою для такого узгодження є розподіл між сторонами економії ПЕР, що отримані в результаті заходів з енергозбереження, замість введення в дію нових чи розширення діючих енергогенеруючих потужностей.

7. Один з методів енерго - економічного аналізу ґрунтується на визначенні технологічного паливного числа (ТПЧ) процесу чи виробу. ТПЧ - це сумарні затрати всіх ПЕР на даній та попередніх стадіях виготовлення виробу, що перераховані на обсяг первинного палива за винятком ТПЧ, яке заощаджене внаслідок використання вторинних ресурсів, що виникли впродовж процесу виготовлення виробу.

Рекомендована література

1. М.П.Ковалко, С.П.Денисюк. Енергозбереження - пріоритетний напрямок державної політики України.- Київ: УЕЗ, 1998. - 506 с.

2. В.Е. Аракелов, А.І.Кремер.Методические вопросы экономии энергоресурсов. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 192 с.

3. Ключевые проблемы энергетической ситуации в мире на рубеже ХХ - ХХ1 веков: Материалы Всес. конф. «Основные направления и проблемы развития энергетики СССР на перспективу. Ч.2. Секция энергетического баланса страны и регионов».- Москва, 1989. - С. 50 - 65.

4. Н.В. Гнедой, М.И.Минц. Проблемы энергосбережения в народном хозяйстве Украины и размещение энергоемких производств. Там же. С. 103 - 115.

5. Методы разработки материальных балансов. / Ред. П.А. Калинина, П.П.Карпова. - М.: Экономика, 1977. - 228 с.

6. В.И. Разин, А.И.Симборский , Е.М. Волков. Влияние структурных изменений в химической и нефтехимической промышленности Украины на энергосбережение и загрязнение окружающей среды. // Проблемы энергосбережения. - 1993. - вып. 10. - С. 11 - 18.

7. Дежкоменергозбереження України. Наказ № 46 від 07.05.2001 р. Про затвердження міжгалузевих норм витрат палива для опалювальних котлів, які експлуатуються на Україні. Зар. в Мінюсті України 10.12. 2001 р. за № 688/5879.

8. Дежкоменергозбереження України. Типова регіональна методика нормування питомих витрат паливно - енергетичних ресурсів у суспільному виробництві. Київ. - 2000. - 95 с.

9. А.Н. Алабовський, С.М. Константинов, І.А. Недужий. Теплотехника. - Київ: Вища школа, 1986. С. 84 - 87.

10. Д.П. Гохштейн. Современные методы термодинамического анализа энергетических установок. - М.: Энергия, 1969. - 368 с.

11. Ю.С. Архангельський, І.І. Коваленко. Межотраслевой баланс. - К.: Вища школа, 1988. - 248 с.

12. Инструкция о порядке составления отчетного топливно - энергетического баланса предприятия (организации) за 1985 год по форме № 1 - ТЭБ . - М.: ЦСУ СССР , 1985. - 96 с .

13. Т.Г. Поспелова., Хасан Юссеф. Учет показателей энергосбережения при проектировании развития электроэнергетических систем. // Электричество. - 1996. - № 9. - С. 4 - 9.

14. Л.Д. Хабачев, В.С. Шарыгин. Проблемы согласования экономических интересов производителей и потребителей энергии при осуществлении энергосбережения. // Пром. Энергетика. - 1995. -№ 2. - С. 2 - 4.

15. А.А. Макаров., В.П. Чупятов. Возможности энергосбережения и пути их реализации. // Теплоэнергетика. 1995. - № 6.- С.2 - 6.

16. В.Е. Тонкаль, С.П. Денисюк, Ю.А. Вихрев. Методы и средства разработки и внедрения региональных комплексных научно - технических программ энергосбережения. Ч.1 і Ч.2 - Київ: ІПЕ НАНУ, 1995.- 304 с.

17. В.Е. Тонкаль, М.И. Минц. Теоретические и прикладные проблемы энергосбережения. // Вісн. АН УРСР. - 1990. - № 1. - С. 37 - 44.

18. Повышение уровня энергоэффективности. Создание центров энергосбережения в ННГ. Ред. Майк Роббинс. Проект Тасис. ЕС.- 2000.- 27с.

19. ДСТУ 2155 - 93. Енергозбереження. Методи визначення економічної ефективності заходів з енергозбереження./ - Київ: Держстандарт України, 1993.

20. Е.А. Поликарпов. Об эффективности вложений средств предприятий в энергосберегающее электрооборудование. // Пром. энергетика. - 1996. - № 6. - С. 10 11.

21. С.Е. Розин, Я.М. Щелоков. Энергетический анализ общественного производства.// Пробл. Энергосбережения.- 1991. - Вып. 8. - С. 49 - 57.

22. С.Е. Розин, В.Г. Чижевский, Я.М. Щелоков. Методика энергетического анализа промышленных технологий. Тез. Докл. Всесоюзн. науч. - техн. Сов. «Вопросы усовершенствования технико - экономических расчетов в энергетике». - Ленинград, 1987. - С. 110 - 111.