Системные методы энергосбережения в рыночных условиях
Только самые ленивые эксперты не пишут сегодня об энергосбережении. Особое внимание при этом обращается на новые возобновляемые и нетрадиционные источники энергии, а также на сбережение энергии при ее транспортировке и у потребителя. Написано много ста
Только самые ленивые эксперты не пишут сегодня об энергосбережении. Особое внимание при этом обращается на новые возобновляемые и нетрадиционные источники энергии, а также на сбережение энергии при ее транспортировке и у потребителя. Написано много статей, проведено великое множество выставок (где почему-то предметом особой любви организаторов являются всяческие электрические, водяные и газовые счетчики, не сберегшие нигде и никому ни единой калории, а позволяющие только сделать оплату использованной энергии более справедливой), однако что-то особых сдвигов пока нет. Попробуем, используя всемогущий системный подход, разобраться, в чем причины этого и наметить хотя бы ориентировочно пути решения задач энергосбережения в условиях рыночной экономики.
Не имея возможности изложить в статье основы системного анализа, ограничусь буквально одним абзацем самых необходимых для дальнейшего изложения сведений о нем. Системный подход предполагает иерархичность (т.е. возможность построения этакой лестницы из взаимоподчиненных уровней иерархии системы), наличие прямой и обратной связи между уровнями иерархии, необходимость учитывать наличие своих собственных характерных параметров на каждом уровне системы, наличие лимитирующего иерархического уровня в каждой системе и, наконец, необходимость проводить оптимизацию системы именно на лимитирующем уровне, с использованием средств воздействия, соизмеримых по параметрам с параметрами именно лимитирующего уровня. Многие положения, изложенные в этой статье, были обоснованы в нескольких статьях по энергосбережению, опубликованных в этом блоге.
Уже первые результаты системного анализа современных подходов к энергосбережению привели к обескураживающим выводам о том, что набор средств и методов, стратегия и тактика энергосбережения и ресурсосбережения практически идентичны. Мало того, они совпадают и с методами экологизации производственных объектов. Это позволяет сделать первый, на наш взгляд, очень важный вывод о том, что энергосбережение является лишь видом оптимизации системы и должно проводиться традиционными методами с единственным отличием – параметр оптимизации - не интенсивность или эффективность, не экологичность или гибкость, не надежность и долговечность системы, а удельный расход энергии (на единицу продукции, например). Второй, не менее важный, вывод подсказывает системный анализ: энергосбережение будет наиболее эффективным и результативным, если его проводить одновременно и совместно с технологической оптимизацией и экологизацией объекта, ибо, прежде всего, как отмечено выше, набор методов воздействия идентичен, а также успешно работают эффекты эмерджентности и интерэктности (иногда говорят о синергизме), которые свидетельствуют о взаимном влиянии, суммировании, усилении эффектов при совмещении.
И, наконец, третий вывод заключается в том, что максимальный эффект энергосбережения получается у потребителя энергии, хотя в последнее время активизировались работы и на стадии производства энергии. К примеру, когенерационная станция для совместного производства тепла и электроэнергии, разработанная Институтом технической теплофизики,в состоянии обеспечить теплом и дешевой электроэнергией всех жителей целого микрорайона и представляет интерес не столько в научном плане, сколько как положительный пример использования рыночных механизмов для решения задач энергосбережения. Действительно, кому, как не среднему и малому бизнесу, развернуться в подобных проектах, когда электроэнергия вырабатывается на базе уже существующих тепловых генераторов - котлов, печей и т.п., ничего нового строить уже не надо, необходимо только надстроить действующий теплогенератор собственным энергетическим агрегатом. А это значит, что сооружение когенерационных установок не требует больших капиталовложений. Котельная, переоборудованная в когенерационную станцию, может снабжать электроэнергией тот же жилмассив города, который она снабжает теплом. При этом снижаются потери электроэнергии в линиях электропередач. Естественно, что достаточно низкая стоимость и высокая эффективность уже привлекают пристальное внимание к инвестированию строительства когенерационных установок со стороны частного капитала и собственных средств предприятий. В сложившемся экономическом поле Украины основная часть когенерационной энергетики, безусловно, будет сооружаться частными и акционерными компаниями. А по мере развития когенерации в теплоэнергетике появится реальная конкурентная среда на рынке электроэнергии, тем более, что все генерирующее оборудование выпускается на украинских предприятиях ( ЗМКБ "Прогресс", ОАО "Мотор-Сич", завод им.Малышева, ОАО "Первомайскдизельмаш", НПП "Машпроект" и десятки других). Цена отечественного оборудования существенно ниже по сравнению с аналогичным оборудованием зарубежного производства.
Можно было бы в подтверждение успехов решения задач энергосбережения на стадии производства энергии привести и другие примеры, в частности, использования нетрадиционных источников энергии (например, отходов сельскохозяйственных производств, шахтного метана, продуктов утилизации бытового мусора и отработанного активного ила очистных сооружений и др.). Одна из основных проблем энергосбережения, которая постоянно на слуху, — переход на возобновляемые и экономически выгодные источники энергии. Здесь ситуация та же: много слов — мало дела. Сегодня так называемых альтернативных источников энергии у нас немало. Беда в том, что мы очень нерационально их используем: в основном фотосинтез и энергию ветра, немножко — гидроэнергию. Все остальное, в буквальном смысле слова, пропадает.
Приведу несколько примеров. Есть прекрасная разработка днепропетровского ООО «Инсолар» — гелиопрофиль ТЭПС, позволяющий использовать экологически чистую солнечную энергию. Великолепная работа, о ней знают даже за рубежом, а у нас гелиопрофили практически не применяются. Спрашивается, почему? Есть разработка, оборудование, специалисты… Или ситуация с запасами угля. Мы привыкли его сжигать. Но сегодня уголь, тем более такой некачественный, как, например, у нас в западном Донбассе, стараются не сжигать, а с успехом используют для синтеза газа, пригодного для применения взамен природного. Соответствующие установки в Украине тоже есть, но у нас такие технологии пока не востребованы. А в России их давно и вполне успешно используют. Еще пример — компактные мобильные установки непрерывного действия для переработки изношенных шин и резиновых отходов. Продукты переработки: мазут, технический углерод, сталь, тепло, горючий газ. Преимуществ множество: мобильность, энергетическая независимость, экологическая, пожарная и взрывобезопасность, безотходное производство, ликвидная продукция. Работам в этом направлении уже много лет, но они, к сожалению, тоже пока не реализованы. Как-то притихли в последнее время сторонники создания производств биодизеля, хотя многое уже было сделано. Это экологически чистый вид топлива, используемый для замены, а следовательно, экономии обычного дизельного топлива. Сырье для его производства — растительные масла: рапсовое, соевое, арахисовое, пальмовое, отработанные подсолнечное и оливковое (уже использованные, к примеру, при приготовлении пищи), а также животные жиры. Биодизель может использоваться в обычных двигателях внутреннего сгорания как самостоятельно, так и в смеси с дизтопливом и некоторыми растворителями без внесения изменений в конструкцию двигателя. И при этом у него - целый ряд преимуществ: биодизель не токсичен, практически не содержит серы и канцерогенного бензола; разлагается в естественных условиях; обеспечивает значительное снижение вредных выбросов в атмосферу при сжигании; имеет высокую температуру воспламенения (более 100°С), что делает его использование относительно безопасным; его источником являются возобновляемые ресурсы. Кроме того, производство биодизеля легко организовать, в том числе в условиях небольшого фермерского хозяйства, используя при этом недорогое оборудование. Эта технология уже получила широкое распространение в Германии, Австрии, Чехии, Франции, Италии, Швеции, США. Очень серьезное, перспективное направление. А мы пока увлеклись выращиванием рапса на украинских полях для производства биодизеля… на Западе. У нас есть и необходимое сырье, и разработки, и специалисты. Почему же биодизель в Украине до сих пор не работает? Причина одна – нет серьезного, профессионального менеджмента по этому направлению, который учитывал бы его рыночные аспекты. Есть еще очень интересная разработка Днепропетровского государственного университета по эмульгированию мазутных топлив. Подобное ноу-хау успешно внедрено в Дании и многих других странах, где уже используют сотни тысяч тонн эмульгированного мазута. Такое топливо не нужно разогревать, особенно удобно его применение в зимних условиях. Но в Украине такая технология практически никому не нужна.
Или проблемы с отработанным активным илом, которого только в Днепропетровске скопилось уже сотни тысяч, если не миллионы, тонн. Его запрещено использовать в качестве удобрения, поскольку в нем много тяжелых металлов. Но это прекрасный источник энергии. Существуют пиролизные установки, работающие на изношенных шинах, на бытовых отходах, на том же активном иле — на любой органике. Они небольшого размера, устанавливаются неподалеку от котельных, способны генерировать энергию, которой хватает для отопления целого прилегающего жилого района. Есть совершенно оригинальная, разработанная учеными Днепропетровска и Запорожья технология комплексной глубокой переработки отработанного активного ила, основанная на использовании индустриально – аграрного симбиоза, позволяющая решить не только экологические проблемы, но и достичь существенных экономических результатов.
Приведенные примеры иллюстрируют: сегодня нам есть из чего выбирать. Между тем, запасы угля, нефти, газа, сырья для выработки атомной энергии — так называемых невозобновляемых источников — уменьшаются из года в год. Это должно приводить к увеличению энергетического «вклада» возобновляемых: ветра, воды, солнца…. Дело за менеджментом.
Серьезный менеджмент в реализации программ энергосбережения у нас в стране давно крайне необходим. Многие специалисты всерьез сомневаются в правильности расходования огромных средств на развитие ветроэнергетики (под “авторитетных” инициаторов проектов) с использованием ветроагрегатов высокой единичной мощности, строительство сооружений, использующих солнечное тепло, также огромной мощности. Может, стоит учесть опыт развитых стран по созданию и использованию в индивидуальных жилых строениях ветроагрегатов малой мощности, по использованию солнечных батарей также малой мощности, рассчитанных на потребности одной… квартиры. Может быть, попридержать сланцевые аппетиты наших бизнесменов в пользу использования шахтного метана, о котором вообще молчат в последние годы. Этих ”может” можно назвать еще десятки, но “судьбоносные” решения в области энергосбережения по-прежнему принимаются властью кулуарно без серьезного обсуждения в обществе, прежде всего, с участием независимых от бизнеса экспертов.
Источники энергии и того, и другого вида имеют свои положительные и отрицательные стороны. Их необходимо учитывать, используя системный анализ, подбирая технологии в соответствии со свойствами объекта, который мы рассматриваем. Всегда можно четко определить, когда и какие источники рациональнее применять. Современный энерготехнологический и экологический инжиниринг основан не только и не столько на дизайне современной технологии, сколько на искусстве выбора оптимального оборудования и методов воздействия на систему. Делать это необходимо на базе системного анализа, концепции устойчивого развития и использования современных информационных технологий. А решить тот или иной конкретный вопрос только за счет технологии — даже самой передовой — попросту невозможно.
Сегодня мы потребляем в 5 - 8 раз больше энергии на единицу ВВП, чем в среднем по Европе. Энергию мы теряем при ее производстве и транспортировке, но наиболее расточительным ее потребителем является сфера промышленного производства. К сожалению, реструктуризация и приватизация в промышленности отнюдь не способствовали пока переходу на энергосберегающие технологии. Не сказала своего слова по этим вопросам и украинская наука, хотя она уже много сделала и разработала для этого - методы системного анализа, концепцию устойчивого развития и использования современных информационных технологий. По крайней мере, можно уже сформулировать следующие научные подходы к энергосбережению:
- системный анализ,
- совмещение технологических стадий с противоположными тепловыми эффектами,
- рециркуляция материальных и энергетических потоков, индустриально - аграрный симбиоз,
- глубокое малоотходное превращение различных видов энергии и вещества в пригодные для использования виды энергии,
- повышение энергетического потенциала низкопотенциальных энергоисточников и др.
Остановимся на стадии потребления, где, чаще всего, ввиду низкой эффективности технологии теряется основное количество энергии, используя для этого формат своеобразной экскурсии по методам энергосберегающего потребления. С позиций системного анализа рассмотрим некоторые новые принципы энергосбережения, вошедшие в практику сравнительно недавно.
- Наиболее эффективным приемом энергосбережения, уже получившим значительное распространение на Западе, является принцип индустриального симбиоза - совмещения якобы несовместимых объектов, материальных и энергетических потоков в единый энерготехнологический комплекс, связанный материальными и энергетическими потоками в сложную многоуровневую систему, где «работают» практически все отходы (энергетические и материальные) одних производств в качестве вторичного сырья техногенного происхождения для других производств.
- При таком симбиозе появляется возможность реализовать также известный принцип рециркуляции, когда не добиваются полного использования исходного сырья или энергии, а обеспечивают наиболее выгодные режимы переработки при экономически оптимальной конверсии (так называют специалисты полноту превращения сырья в целевой продукт) — обычно 20—30 процентов, выделяя после этого готовый продукт (вещество или энергию) и возвращая неиспользованные ресурсы в начало процесса.
- Существует еще концепция обеспечения энергетической малоотходности не только за счет утилизации энергетических отходов, но и путем повышения селективности — выхода высокопотенциального целевого продукта. Главное в том, что эта концепция сводится не к стремлению бороться с энергетическими низкопотенциальными отходами, а требует вести процесс так, чтобы минимизировать их образование.
- Современная энергетическая оптимизация технологии предусматривает также локальную обработку выбросов по возможности как можно ближе к источнику их образования. Это своеобразная альтернатива принятому у нас принципу создания глобальных сооружений для утилизации отходов энергии. При современном подходе установки утилизации энергетических отходов должны быть составной частью промышленного объекта, включенной в основную технологическую линию.
- Еще один достаточно эффективный принцип — комплексность в решении задач уменьшения энергопотребления промышленными установками. При этом подразумевается, прежде всего, решение комплексной задачи по созданию энергетической техники как единства технологии и оборудования.
- Наряду с комплексностью необходимые требования энерго - ресурсосберегающих технологий обеспечиваются достаточным уровнем гибкости. Под гибкостью при этом подразумевается количественный показатель, отражающий возможность работы технологии и оборудования в широком диапазоне изменения внешних и внутренних параметров установки с заданными значениями уровня образования побочных продуктов и энергетических выбросов.
Кроме принципов энерго- ресурсосбережения в промышленных установках, определены также наиболее употребительные приемы для их реализации, в частности, применительно к перерабатывающим отраслям производства. Среди них следует разграничить две тесно связанные между собой группы методов - режимно - технологические и аппаратурно-конструктивные. Наряду с традиционными для любой области техники методами (замкнутость структуры и многофункциональность оборудования, интенсификация) особенности перерабатывающих отраслей предопределяют использование некоторых специальных методов энергосбережения. Среди них:
· минимизация времени обработки и избыток одного из реагентов, приводящие чаще всего к повышению селективности и уменьшению образования побочных потоков вещества и энергии,
· рекуперация, замкнутость потоков вещества и энергии, приводящие к "идеализации" режимов синтеза и значительному уменьшению скорости побочных процессов,
· совмещение синтеза и разделения в сочетании с гетерогенизацией, позволяющее существенно уменьшить образование побочных продуктов за счет отвода целевого продукта из реакционной зоны в момент его образования,
· адаптивность технологии и оборудования, позволяющая обеспечить надежную работу технической системы за счет "внутренних" резервов (гибкости) установки, что уменьшает возможность залповых выбросов энергии или вредных веществ или получения некондиционного продукта.
Современная методология энергосбережения у потребителя основана на системном анализе и позволяет сформулировать основные стратегические принципы и определить тактические приемы их реализации. Именно системность в качестве основного принципа энергосбережения положена в основу приведенного далее алгоритма энергосбережения. Главное, необходимо двигаться по вертикали уровней иерархии снизу вверх и решать комплексную задачу энергосбережения путем создания техники с позиций единства технологии и оборудования. Таким образом, принцип комплексности в этой трактовке подразумевает одновременное решение вопросов оптимизации (улучшения энергетических характеристик) аппаратурного и технологического оформления процессов.
Ниже приводится алгоритм энергосбережения у потребителя с некоторыми пояснениями, опирающимися на изложенные выше соображения.
1.Декомпозиция системы. Анализ исходной информации, включающий обследование производства, с целью декомпозиции производства по типовым уровням иерархии (например, производство - цех - установка - аппарат - контактная ступень - молекулярный уровень).
2.Идентификация исходного уровня. Выявление лимитирующего нижнего уровня иерархии с точки зрения энергосбережения.
3. Повышение селективности собственно технологических стадий переработки на лимитирующем уровне иерархии. Этот этап является одним из наиболее трудоемких, требующих определенного уровня профессионализма. Кроме производственников, работников энергоаудитных служб и т.п., для его выполнения необходимо привлекать экспертов, специалистов научно-исследовательских и проектных организаций, освоивших методы оптимизации на основе системного подхода. При выборе таких методов воздействия на систему на лимитирующем уровне, которые соответствуют по режимным и геометрическим параметрам масштабу лимитирующего уровня, предполагается использование так называемого принципа соответствия, согласно которому необходимо подбирать такие методы воздействия с такими параметрами, которые соответствуют, например, определяющим амплитудно-частотным характеристикам на лимитирующем уровне.
4. Предотвращение низкопотенциальных выбросов энергии (PollutionPrevention). Современное энергосбережение предусматривает не обезвреживание выбросов "вообще" в смешанном жидком или газовом сбрасываемом потоке, а локальную утилизацию или повышение энергопотенциала выбросов во-первых по возможности для каждого потока, а во-вторых, как можно ближе к источнику их образования.
5. Промышленный межотраслевой симбиоз. Менеджмент энергетическими отходами. Дороговизна методов энергосбережения оказывается кажущейся, если принять во внимание затраты не только на производство продукции, но и на природоохранные мероприятия, связанные с необходимостью утилизации энерговыбросов с целью, хотя бы, предотвращения ущерба окружающей среде.
6.Технико-экономический анализ выбранных направлений и методов энергосбережения с составлением расчетов, учитывающих не только затраты на энергосбережение и его результаты в сфере производства, но и платежи за ресурсы, платежи за сверхнормативные выбросы и другие экономические показатели, выполняется совместно специалистами предприятия и экспертами, способными комплексно оценить все результаты энергосбережения. Цель расчетов - определить приоритеты в области инвестиций в энергосбережение на всех этапах жизненного цикла объекта и на всех иерархических уровнях объекта.
Анализ структуры энергопотребления показывает, что одним из наиболее энергорасточительным сегментом рынка энергопотребления является жилищно - коммунальное хозяйство (ЖКХ). К сожалению, пока почти все специалисты по энергосбережению экономят энергию преимущественно у потребителей (борются с открытыми форточками, пропагандируютcтеклопакеты, применяют экономные лампочки, увлекаются заменой электросчетчиков, установкой счетчиков газа и горячей воды и т.п.). Все это, конечно, важно и необходимо, но есть более важные, глобальные проблемы и задачи энергосбережения в ЖКХ, которые сформулированы ниже.
1. Переход на возобновляемые и экономически выгодные источники энергии
2. Освоение и использование концепции устойчивого развития.
3. Имплементация системного подхода при решении проблем энергосбережения в ЖКХ
Основной стратегической задачей системного энергосбережения является обеспечение устойчивого развития страны на всех иерархических уровнях. Наиболее эффективные тактические приемы реализации системного подхода:
- Программно – целевое планирование энергосберегающего проекта,
- системный анализ на различных уровнях иерархии,
- совмещение технологических стадий с противоположными тепловыми эффектами,
- рециркуляция материальных, энергетических и информационных потоков, индустриально - аграрный симбиоз энерготехнологических процессов в пространстве и времени,
- глубокое малоотходное превращение различных видов энергии и вещества в пригодные для использования виды энергии,
- повышение энергетического потенциала низкопотенциальных энергоисточников и др.
- использование реакционно - разделительных процессов,
- использование современных режимно-технологических и аппаратурно – конструктивных методов оптимизации,
- использование принципа соответствия методов воздействия на систему амплитудно – частотным характеристикам уровня, на котором это воздействие осуществляется.
4. Использование современных информационных технологий, использование которых позволяет решить проблему информационного голода
5. Использование при решении задач энергосбережения в ЖКХ рыночных механизмов, привлечение предпринимателей и субъектов среднего и малого бизнеса.
6. Создание инфраструктуры для реализации современных подходов к энергосбережению в ЖКХ.
7. Решение финансово – организационных вопросов энергосбережения в ЖКХ
(к примеру, использование механизмов грантового финансирования, возможностей центров инновационных технологий, бизнес – инкубаторов, служб бизнес – ангелов и др. При использовании концепции современного технологического бизнеса инновационный алгоритм атакующего бизнеса в области энергосбережения имеет вид:
- Создание информационного поля о проекте (чаще всего сайт в корпоративных сетях) и предприятии (к примеру, сайт в американской сети www.ukrainebiz.com или на портале инкубатора ВТБИ).
- Поиск потенциальных партнеров и инвесторов с использованием оригинальных и эффективных метапоисковых систем и методик.
- Бизнес планирование ( оплачивает инвестор).
- Фандрайзинг и менеджмент проекта.
8. Повышение профессионального уровня субъектов энергорынка ЖКХ.
Активные тренинги Приднепровского центра чистых производств уже зарекомендовали себя как наиболее динамичная, активная форма повышения профессионализма в области энергосбережения. Наиболее популярны в настоящее время три тренинга в области энергосбережения:
- Менеджмент энерго - ресурсосбережением.
- Энергобизнес на основе информационных технологий.
- Работа на рынке инвестиций на основе информационных технологий.
Пора перейти от бесплодных разговоров и от нашей обычной созерцательности и пассивности к активной работе по энергосбережению. Основой для этого должны стать системный анализ и современные информационные технологии, а реализовать эту концепцию смогут специалисты, овладевшие ими.
- "Візуальний огляд" водія на стан наркотичного сп’яніння: аспект законності Євген Морозов вчора о 20:08
- Благодійна діяльність в Україні під час дії воєнного стану Оксана Соколовська вчора о 16:10
- Юридична практика у спорах з банками: реальний приклад Павло Васильєв вчора о 12:18
- Нові правила експортного контролю: виклики та можливості для українського бізнесу Ростислав Никітенко вчора о 12:12
- Від entry-level до CEO: розбираємо головні бар'єри для жінок у корпоративному світі Юлія Маліч вчора о 12:10
- Про Молдову, вибори і російський слід Галина Янченко вчора о 09:58
- Судовий збір при заявлені цивільного позову у кримінальному провадженні Євген Морозов 04.11.2024 20:02
- Скасування Господарського кодексу: ризики для бізнесу та економіки Володимир Бабенко 04.11.2024 17:11
- Розпочато роботу над вебплатформою судових рішень War Crime Леонід Сапельніков 04.11.2024 14:41
- Маємо забезпечити армію якісним майном Дана Ярова 04.11.2024 14:21
- Нові зміни до Кримінального кодексу України: що потрібно знати Оксана Соколовська 04.11.2024 13:27
- Судова практика: відміна виконавчого напису приватного нотаріуса Павло Васильєв 04.11.2024 12:31
- Сектори польської економіки, в які інвестує український бізнес Сильвія Красонь-Копаніаж 04.11.2024 12:10
- Санкції та їх оскарження в ЄС: що варто знати українському бізнесу та адвокатам Ростислав Никітенко 04.11.2024 12:08
- Відвід судді: закон, практика та поради Владислав Штика 03.11.2024 23:06
-
Освітні втрати набирають обертів: чому школярі масово виїжджають і не планують повертатися
Думка 27982
-
Укрнафта пробурила найглибшу свердловину за останні вісім років. Дає нафту та газ
Бізнес 11654
-
Найбільший завод з виробництва свинцю в Україні визнали банкрутом
Бізнес 11323
-
Німеччина отримала першу компенсацію за недопостачений Газпромом газ
Бізнес 6780
-
Антонов перевіз до США спеціальний космічний супутник "Гера" – фото
Бізнес 5208