Технологии энергосбережения

Введение

Нынешние проблемы в энергообеспечении экономики Беларуси во многом определяются условиями формирования энергетики в годы советской власти.

Семьдесят лет мы строили новое общество в огромной стране, будучи убежденными, что природные ресурсы ее неисчерпаемы. Главным традиционно считалась не эффективность производства, а справедливое распределение благ. Пренебрежение экономической стороной дела являлось одной из главных причин существующего положения в энергосбережении.

Оно привело, во-первых, к тому, что при сравнении вариантов стали использоваться натуральные показатели - расходы металла, цемента, трудозатрат и пр., - не дающие целостного представления об истинной экономической эффективности. В экономических взаимоотношениях между предприятиями и предприятий с государством использовались волевые цены на энергоресурсы и другие виды продукции. Это «двойная» бухгалтерия содействовала тому, что, заложенные в проекты энергосберегающие мероприятия и технологии, на практике оказались экономически невыгодными и в большинстве случаев либо не реализовывались, либо бездействовали.

Кроме того, государство всегда стремилось занизить цены на энергоресурсы волевым порядком, несмотря на высокую и растущую их стоимость на мировом рынке. Делалось это для создания видимости экономической конкурентоспособности производимой продукции и дешевизны услуг, оказываемых населению. А на практике получалось, что экономические просчеты, связанные с низкой производительностью труда и неэффективностью управления, во многом оплачивались перерасходом энергоресурсов, ложась дополнительным бременем на топливно-энергетический комплекс народного хозяйства в целом.

Во-вторых, государство всегда устанавливало приоритет плана над экономическими возможностями и эффективностью.

Когда не хватало денег на строительство запланированных объектов, а не хватало их практически всегда, то шли по линии урезания сметных затрат, в первую очередь на экологические и энергосберегающие мероприятия. По этой причине сплошь и рядом не осуществлялась установка систем, предназначенных для улавливания загрязнений, использования уходящего тепла, регулирования энергопотребления и т.д.

В-третьих, существовал самообман в определении проектных показателей эффективности энергоиспользования посредством отрыва их от реальных условий эксплуатации. В действительности же реальные показатели эффективности теплофикации оказывались намного ниже определенных в проекте.

Немаловажное значение в деле неэффективного использования энергоресурсов принадлежало, и человеческому фактору. Основную негативную роль здесь сыграли отчужденность людей от исполняемого ими дела; отсутствие или мизерность экономического стимулирования труда вообще и вознаграждений за принятие и реализацию более экономичных решений.

1. Основные стадии технологии энергосбережения

Состояние и развитие производства первичных энергетических ресурсов, с одной стороны, и состояние и развитие потребления подведенной энергии, с другой стороны, есть два полюса, два стержня энергетики, находящиеся в постоянном взаимодействии и относительном равновесии и определяющих перспективы развития энергетики в целом. Поэтому, что бы выявить и понять перспективы развития энергетики во всем мире и в нашей стране, рассмотрим основные принципы энергообеспечения экономики, условия и динамику потребления энергии.

Производство первичных энергетических ресурсов и конечное потребление энергии - кольцевые звенья технологической цепи энергообеспечения экономики. Чтобы осознанно, комплексно подходить к анализу состояния и перспектив развития энергетики, назовем основные звенья этой цепи - стадии технологии снабжения потребителей энергией необходимого вида:

1. Получение и концентрация первичных энергетических ресурсов, т.е. добыча и обогащение топлива, концентрация напора с помощью гидротехнических сооружений и т.д.

2. Передача первичных энергетических ресурсов к стационарным и мобильным установкам, преобразующим энергию: перевозка твердого топлива по суше, воде; перекачка по трубопроводам нефти, газа, и др.

3. Преобразование первичной энергии во вторичную, имеющую более удобную для передачи и распределения форму, - в электрическую энергию и тепловую энергию пара; преобразование энергии осуществляется на электрических станциях или в котельных, а также в автономных преобразующих установках и системах.

4. Передача к потребителям и распределение между ними преобразованной, т.е. вторичной энергии с помощью электронного транспорта - электропередач сверх ультравысокого напряжения, электрических и тепловых сетей.

5. Конечное потребление подведенной энергии, осуществляемое как в той форме, в которой она доставлена потребителю, так и в преобразованной, например, в форме механической энергии. Имея в виду приведенный технологический процесс энергоснабжения, важно понимать, что потребление энергии происходит не только на последней, пятой стадии, но также и на всех предыдущих, во-первых, для их реализации и, во-вторых, в виде потерь или, так называемого, технологического расхода.

2. Статистические данные

Согласно статистическим данным потребление энергии в Республике Беларусь за первый период девяностых годов уменьшилось в 1,37, а душевое - в 1,53 раза. Столь резкое его снижение не было результатом успехов энергосбережения. Оно стало следствием кризисного состояния экономики республики и было связано с сокращением производства, снижением ввода жилья и с другими негативными явлениями. В силу технологических особенностей энергоснабжающих систем потери энергии за этот период снижались меньшими темпами, вследствие чего эффективность энергоиспользования в республике падала.

Беларусь импортирует более 85% энергоносителей, что поглощает до 60?90% валютных резервов страны. При этом 30% импортируемых энергоресурсов расходуется на отопление зданий и сооружений. Один день отопительного сезона обходится бюджету нашей страны примерно в 1 млн. USD.

За счет проведения технических мероприятий по энергосбережению можно сэкономить более 50% энергии, расходуемой на отопление жилого фонда, что составляет по итогам 2005 года около 20% от общего потребления энергии в стране. Только за счет внедрения систем учета и регулирования подачи тепла можно сэкономить 6?18% потребляемой энергии, а в некоторых случаях - до 40%.

3. Способы удешевления энергии

Существует несколько способов удешевления энергии. Для республики их немного, и применять их следует одновременно. Например, можно устанавливать выгодные отношения со странами - поставщиками энергоресурсов, используя экономические и политические факторы, как это осуществляется сейчас во взаимоотношениях с Россией. Можно и нужно улучшать структуру приходной части топливного баланса, добиваясь экономически оптимального соотношения в потреблении нефти, природного газа, угля с учетом его переработки, обеспечивающей экономически и экологически чистое потребление, а также использование местного топлива. Но главным было и остается всемерное задействование имеющихся внутренних резервов экономии, то есть энергосбережения.

В Беларуси разработано около 90 различных направлений сокращения затрат энергии. Однако, именно рациональное использование энергоресурсов в быту и на производстве сегодня является основным энергетическим резервом для Беларуси.

Республика Беларусь относится к числу государств, которые недостаточно обеспечены собственными энергетическими ресурсами. Это создает особые условия функционирования экономики государства, делает ее уязвимой и зависимой от внешних поставщиков. В то же время показатель энергоемкости валового внутреннего продукта республики в 3?4 раза выше, чем в странах Европейского союза.

В этих условиях правительством Республики Беларусь проводится энергетическая политика, направленная на модернизацию и трансформацию топливно-энергетического комплекса, снижение энергоемкости всех видов продукции, разработку и внедрение в народном хозяйстве ресурсо- и энергосберегающих технологий. Цель этой политики была определена Президентом Республики Беларусь на республиканском совещании по вопросам стратегии развития промышленного комплекса : снижение к 2015 г. энергозависимости республики от внешних поставщиков как минимум наполовину.

Энергосбережение - процесс многогранный и охватывает разные сферы человеческой деятельности. По сути, это образ жизни народа, общества, вырабатывающий определенный психологический алгоритм поведения. Развитие экономики республики как суверенного государства невозможно без выработки национальной идеи, психологии бережного и экономного использования имеющихся энергетических и сырьевых ресурсов, использования наработанного опыта в этой области другими странами. И это - важнейшая на сегодня сфера деятельности, ресурс повышения конкурентоспособности промышленного производства, способ интеграции экономики в международный рынок.

Энергосбережение - это процесс, при котором сокращается потребность в энергоресурсах и энергоносителях в расчете на единицу конечного полезного эффекта. Энергосбережение - это не только экономия энергии, но и обеспечение условий для наиболее эффективного ее использования. Каков же потенциал энергосбережения в Республике Беларусь?

4. Потребление энергии

Традиционно потребление энергии разделяют на три направления: потребление электроэнергии, потребление теплоэнергии, сжигание топлива.

Потребление электроэнергии, благодаря высокой степени оснащенности приборами учета и квалификации обслуживающего персонала, имеет потенциал энергосбережения 31% от величины потребления в 2005 г.

Потребление теплоэнергии имеет потенциал 42% от уровня потребления в 2005 г.

Потребление топлива при непосредственном его сжигании имеет потенциал 45% от уровня потребления в 2005 г.

Общий потенциал энергосбережения оценивается в 18,0 млн. т у.е.

В то же время можно утверждать, что:

· беззатратными и быстроокупаемыми мероприятиями даже на современных предприятиях может быть сэкономлено до 30% и более потребляемых энергоресурсов;

· установка современных биметаллических конденсатоотводчиков взамен традиционных окупается не более чем за месяц;

· замена теплоизоляции на магистральных паропроводах окупается менее чем за 5 месяцев и т.д.

Велики потери в городских теплосетях, достигающие 12?17 и даже 25% при существующей норме 5?6%. Это связано с износом теплопроводов и, главным образом, с несовершенством применяемой изоляции. Особо тяжкий просчет, ведущий почти к 2-кратному перерасходу, допущен при строительстве жилых и общественных зданий: в течение последних 50 лет ограждающие конструкции зданий выполнялись с неуклонно снижающимся коэффициентом термического сопротивления. Делалось это в угоду экономическим интересам строительного комплекса, в условиях искусственно заниженных цен на энергоресурсы. Из-за этого сейчас, чтобы избавиться от допущенных потерь, необходимо проводить достаточно сложное утепление существующих зданий, менять технологии производства стеновых конструкций, снижать теплопроводность дверных и оконных блоков.

Современное энергосбережение базируется на трех основных принципах:

· во-первых, не столько жесткая экономия электроэнергии, сколько ее рациональное использование, включая поиск и разработку новых источников энергосбережения;

· во-вторых, повсеместное использование как бытовых, так и промышленных приборов учета и регулирования расхода электрической и тепловой энергии;

· в-третьих, внедрение новейших технологий, способствующих сокращению энергоемкости производства.

5. Мероприятия по энергосбережению

Исходя из этого, в энергосбережении выделяют следующие группы мероприятий, обеспечивающие эффективное энергоиспользование и рациональное использование топливно-энергетических ресурсов:

o научно-технические;

o организационно-экономические;

o нормативно-технические;

o информационные;

o правовые.

Научно-технические мероприятия по энергосбережению направлены на разработку и использование в производстве новых способов и устройств, отличающихся высокой энергоэффективностью.

Организационные мероприятия по энергосбережению подразделяются на организационно-массовые и организационно-технические.

Одним из условий обеспечения бережного и рационального использования топлива и энергии, сокращения их потерь в производстве является осуществление на предприятиях организационно-массовой работы, направленной на экономию топливно-энергетических ресурсов. Формы и методы этой работы разнообразны и на каждом конкретном предприятии имеют свои особенности.

Основным назначением организационно-массовой работы является доведение до всех членов трудового коллектива государственной важности экономного и бережного использования топлива и энергии, недопущения их потерь на всех участках производства, вовлечение в работу по экономии каждого работника предприятия, организация работы общественных организаций по выявлению и устранению очагов потерь, изысканию и использованию резервов экономии, премирование персонала за экономию и принятие строгих мер к расточителям топлива, тепловой и электрической энергии.

Основными направлениями организационно-массовой работы по экономии энергоресурсов являются:

· организация соревнования объединений, предприятий, цехов, участков, отделов и служб по экономии энергии;

· принятие обязательств предприятиями, цехами, отделами, службами и индивидуально рабочими и ИТР по экономии топлива, тепловой и электрической энергии;

· разработка и реализация личных творческих планов энергетиков и других категорий работников предприятий и организаций;

· создание и организация работы комиссий содействия рациональному использованию энергии;

· рассмотрение вопросов экономии топливно-энергетических ресурсов постоянно действующими производственными совещаниями;

· повышение технических знаний в вопросах экономии энергии отдельных категорий рабочих в школах передового опыта, организованных на предприятиях и в организациях;

· обмен опытом с передовыми предприятиями республики и за ее пределами;

· организация специальных совещаний и семинаров с энергетиками предприятий, министерств и ведомств с привлечением научно-исследовательских, проектных институтов и других организаций;

· организация тематических выставок, отражающих достижения передовых предприятий и организаций в решении вопросов рационального и бережного использования энергетических ресурсов;

· проведение общественных смотров и местных конкурсов на лучшее предложение по экономии топлива и энергии, отбор лучших предложений и направление их на областной и республиканский конкурсы;

· активизация на предприятиях разработки рационализаторских предложений по экономии энергоресурсов и оказание рабочим помощи в оформлении предложений;

· отражение вопросов экономии энергии в комплексной системе управления качеством производства;

· освещение вопросов экономии энергии в настенной печати и заводских многотиражках, в районных, областных и республиканских газетах, в выступлениях по радио и телевидению;

· разработка и применение положений о премировании персонала за экономию электрической и тепловой энергии и использование вторичных энергетических ресурсов;

· организация работы групп контроля по выявлению очагов расточительства в использовании энергии, систематическое проведение ими совместно с энергетиками рейдов по проверке загрузки энергетического и технологического оборудования, использованию сжатого воздуха, освещения, выявлению утечки пара и горячей воды, наличия холостого хода оборудования и т.д.;

· широкое обеспечение предприятий, цехов и участков наглядной агитацией, плакатами по экономии электроэнергии и т.д.

Программы организационно-технических мероприятий по экономии топлива, тепловой и электрической энергии разрабатываются на всех уровнях управления и группируются по основным направлениям экономии применительно к производству продукции:

· совершенствование технологии производства;

· улучшение использования и структуры производственного оборудования;

· улучшение использования топлива и энергии в производстве;

· повышение качества сырья и применение менее энергоемких его видов;

· прочие мероприятия.

Исходными данными для разработки планов организационно-технических мероприятий по экономии топлива, тепловой и электрической энергии в производстве являются:

· основные направления энергетической политики Республики Беларусь;

· целевая республиканская программа энергосбережения;

· задания по снижению норм расхода топлива, тепловой и электрической энергии на планируемый период, установленные вышестоящими ведомствами, госкомитетом по энергосбережению и энергетическому надзору;

· программы по решению республиканских научно-технических проблем и комплексному использованию природных ресурсов;

· предложения об использовании в народном хозяйстве достижений научно-технического прогресса, результатов законченных научно-исследовательских, проектно-конструкторских работ;

· стандарты на машины и оборудование;

· результаты анализа использования топлива, тепловой и электрической энергии в производстве за предыдущие годы;

· результаты энергетического аудита и анализ программы энергосбережения;

· энергетические балансы предприятий;

· рационализаторские предложения, а также результаты работ по экономии топливно-энергетических ресурсов, достигнутые передовыми предприятиями, цехами, рабочими, бригадами.

При разработке ОТМ необходимо использовать информацию по экономии электро- и теплоэнергии, публикуемую в периодической печати, технических журналах и справочниках, а также рационализаторские предложения, внедренные на других предприятиях, информацию о новых материалах, приспособлениях и оборудовании.

Планы организационно-технических мероприятий подразделяются на основные и дополнительные. Разработка основного плана ОТМ направлена на снижение удельных норм расхода энергии на величину, установленную директивными указаниями вышестоящих организаций. Основной план мероприятий разрабатывается в предшествующий планируемому периоду год, дополнительный - в течение текущего года. Цель дополнительного плана ОТМ - обеспечить выполнение заданий по получению дополнительной экономии энергии.

В разработке планов ОТМ должны участвовать руководители отделов, служб, цехов, участков, технологи, конструкторы, механики, экономисты, передовые рабочие предприятий.

Эффективность основных и дополнительных мероприятий, т.е. запланированная экономия энергии, должна подтверждаться отчетными данными.

Экономические меры по эффективному энергоиспользованию включают в себя систему гибких цен на энергоносители и универсальные тарифы; налоговую политику и меры материального стимулирования экономичного энергопотребления.

К нормативно-техническим мероприятиям по энергосбережению относят действия по созданию соответствующих стандартов и других нормативно-технических и руководящих документов по обеспечению эффективного энергоиспользования и рационального использования топливно-энергетических ресурсов.

Информационные мероприятия по энергосбережению включают в себя проведение информационно-технических семинаров, выставок, конференций, симпозиумов по данной тематике, а также информирование населения через средства массовой информации об основных действиях по рациональному использованию энергии как на производстве, так и в быту.

Все вышеотмеченные мероприятия по энергосбережению должны быть подкреплены соответствующей правовой базой.

В технической сфере наряду с поиском резервов на действующих предприятиях необходимо, прежде всего, собрать и изучить всю информацию о мировом опыте по энергосбережению. Одновременно следует выявить наиболее приемлемых поставщиков энергосберегающего оборудования, определить, что можно производить у себя, и тем самым создать рынок энергетического оборудования на конкурентной основе.

Вывод

В разработке проектов будущего нашей цивилизации ученые все чаще обращаются к идее преобразования солнечной энергии, которая поистине является экологически чистой, но пока мало освоенной. Поверхность Земли получает от Солнца за две недели столько энергии, сколько заключено во всех мировых запасах органического топлива. Сегодня создано несколько технологий солнечной энергетики. В них предусматривается преобразование солнечной энергии различными способами: солнечный 6 нагрев, преобразование солнечной энергии в электрическую, использование биологических и химических фотопроцессов. С экологической точки зрения, весьма перспективной является водородная энергетика, предусматривающая сжигание водорода, при котором не возникает вредных выбросов. Однако для развития такой энергетики необходимо решать ряд задач, связанных со снижением себестоимости водорода, создание надежных средств его хранения и транспортировки. Если этот прогноз оправдается, то можно будет говорить о наступлении эры водородной энергетики. Водород станет широко использоваться в авиации, водном и наземном транспорте, промышленности и сельскохозяйственном производстве.

Объясняя появление экологических проблем, можно ссылаться на несовершенство технологий, на недостаточность развития экономики тех или иных государств, на множество иных причин, но при этом не следует сбрасывать со счетов и «субъективный фактор», т.е. самого человека, чьи непрерывно растущие материальные потребности, в конечном счете, являются «центром кристаллизации» всех антропогенных влияний на природную среду. Мысль о том, что человек есть мера всех вещей, была высказана давно, но сегодня она обретает особое, экологическое звучание. Разговор об экологии и энергосбережении не может быть не связан с обсуждением проблемы разумных потребностей человека и человечества.

Список литературы

1. Асвадуров К.Д. Перспективы использования нетрадиционных источников энергии. Аналитический обзор. - М.: ВНТЦ. 2002.

2. Васильев Г.М., Ганжа В.Л. Некоторые экологические аспекты использования органических топлив. / Энергоэффективность. - 2004. - №2. - с. 10 - 12.

3. Веников В.А., Путятин Е.В. Введение в специальность. - М., 2007.

4. Н.И. Березовский, С.Н. Березовский, Е.К. Костюкевич. Технология Энергосбережения - М., 2007.