Методика определения базового уровня энергопотребления и верификации измерений в рамках реализации энергосервисных контрактов

Размещено на http://www.allbest.ru/

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ БАЗОВОГО УРОВНЯ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ И ВЕРИФИКАЦИИ ИЗМЕРЕНИЙ В РАМКАХ РЕАЛИЗАЦИИ ЭНЕРГОСЕРВИСНЫХ КОНТРАКТОВ

Тупикина А.А.

Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск

В статье рассмотрена проблема определения базового уровня энергопотребления в рамках реализации энергосервисных контрактов в России. На основании анализа наиболее перспективных методик, рекомендаций и инновационных подходов к определению базового уровня потребления и верификации измерений, а также примеров реализации энергосервисных контрактов на практике, автором предложена методика определения базового уровня потребления и верификации, основными элементами которой является алгоритм определения базовой линии, универсальных для любого типа объектов и набор рекомендаций по учету основных факторов, оказывающих влияние на потребление. Для рассмотрения возможности применения статистических методов в рамках представленного алгоритма, проведен факторный анализ потребления ТЭР в регионах с различной структурой промышленности. Предложены дальнейшие направления развития исследования. Исследование проводится в рамках поддержанного РФФИ научного проекта № 16-12-54003.

Ключевые слова: энергетическая эффективность, энергосервисный контракт, базовый уровень энергопотребления, верификация измерений.

базовый уровень энергопотребление верификация

The article considers the problem of determining the basic level of energy consumption in the framework of the implementation of energy service contracts in Russia. Based on the analysis of the most promising methods, recommendations and innovative approaches to determining the basic level of consumption and verification of measurements, as well as examples of implementing energy service contracts in practice, the author suggests a methodology for determining the baseline consumption and verification level, the main elements of which are the algorithm for determining the baseline, universal for any type of objects, and a set of recommendations on how to take into account the main factors that influence consumption. To consider the possibility of using statistical methods within the framework of the presented algorithm, a factor analysis of fuel and energy consumption in regions with different industrial structure. Further directions of research development are suggested. The study is conducted within the framework of the RFBR-supported scientific project No. 16-12-54003.

Keywords: energy efficiency, energy service contract, baseline energy consumption, measurement verification

Проблема повышения энергетической эффективности российских предприятий в настоящее время продолжает оставаться актуальной, что обуславливает высокий спрос на энергоэффективные технологии и появление новых для российского рынка инструментов повышения энергоэффективности, в том числе, давно и с успехом применяющихся за рубежом. Одним из таких инструментов является энергосервисный контракт (ЭСК).

Перспективность данного инструмента обуславливается двумя основными факторами:

- программа по повышению энергоэффективности заказчика контракта разрабатывается компетентными специалистами энергосервисной компании (ЭСКО);

- в классическом перфоманс-контракте проблемой поиска и привлечения финансирования также занимается ЭСКО, что позволяет рассматривать контракт в том числе и как финансовый инструмент.

Тем не менее, российский рынок энергосервисных услуг на данный момент можно охарактеризовать как находящийся на начальном этапе развития, что, как отмечают специалисты, связано с большим количеством проблем, возникающих в процессе адаптации ЭСК к российским реалиям.

В качестве одной из важнейших проблем можно выделить трудности в определении базового уровня потребления энергоресурсов (базовой линии) и приведение фактически достигнутого потребления к сопоставимым с базовым условиям. Ключевая роль базовой линии обуславливается тем, что возврат средств, вложенных ЭСКО в проект, осуществляется за счет платежей из величины экономии топливно-энергетических ресурсов, в основе расчета которой лежит сравнение базового и фактически достигнутого потребления. Таким образом, малейшая ошибка в расчетах может привести к недополучению энергосервисной компанией средств по проекту.

В качестве примера следует привести результаты анализа чувствительности одного из реализуемых в Западной Сибири в 2012 г. энергосервисных контрактов (более подробно см. [1, с. 108-109]), включающих в себя проект по модернизации тепловых сетей ТЭЦ с целью приведения значения потерь тепла через изоляцию к нормативному уровню. В результате анализа показателей экономической эффективности данного проекта были сделаны следующие выводы:

1. Анализ чувствительности проекта показал, что отрицательное значение NPV будет достигнуто при отклонении базовой линии на 7,14 % от первоначального уровня. Отсюда можно сделать вывод, что достоверность значений энергопотребления, формирующих базовую линию является одним из ключевых условий, обеспечивающих успешную реализацию контракта.

2. Показатели эффективности проекта, рассчитанные при различных значениях базовой линии, полученных двумя методами (методом испытаний и балансовым методом) различаются практически в 2 раза. Отсюда следует, что выбор методики ее определения оказывает существенное влияние на экономические результаты проекта.

Таким образом, целью данного исследования является разработка методики определения базового уровня энергопотребления, которая могла бы использоваться в процессе реализации энергосервисного контракта.

В качестве ориентира при разработке методики был выбран наиболее проработанный на настоящий момент документ в области верификации: стандарт «Измерения и верификация энергетической эффективности», на основе которого в 2015 г. был выпущен ГОСТ Р 56743-2015.

Данный стандарт разработан Российской ассоциацией энергосервисных компаний и имеет следующие преимущества:

1. Рассматриваются четыре метода определения размера экономии, учитывающие особенности данного процесса как для всего объекта, так и для его части (метод «изолированная модернизация»).

2. Имеется сценарий, который можно использовать при отсутствии данных о базовом потреблении (метод «эталонное моделирование»).

3. Даны рекомендации по некоторым важным аспектам организации процесса измерения и верификации, таким как определение границ объекта и выбор периода измерений.

К основным недостаткам можно отнести отсутствие в стандартах учета отраслевой и региональной специфики проектов.

Разрабатываемая методика учитывает используемую в стандарте трактовку определения величины экономии по следующей формуле:

(1)

где V_баз. - базовое потребление ТЭР;

V_факт. - фактическое потребление ТЭР за отчетный период;

К_станд., К_{нестанд.} - корректировки, использующиеся для приведения потребления в базовом и отчетном периоде к сопоставимым условиям. Стандартные корректировки (К_станд.) учитывают факторы, оказывающие систематическое влияние на объем потребления ТЭР; нестандартные корректировки (К_{нестанд.}) - отражают случайные факторы, влияние которых не учитывается при планировании экономии [2, с. 21].

Разрабатываемая методика представляет собой алгоритм определения базового уровня потребления топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) (рис. 1) и набор рекомендаций по учету основных факторов, оказывающих влияние на потребление.

Предлагаемый алгоритм основывается на допущении о полноте и достоверности информации по потреблению ТЭР объекта с целью исключения ошибок, возникающих в результате неверно организованного сбора или сознательно сокрытой информации.

Рис. 1. Алгоритм определения базового уровня потребления и верификации измерений

Таким образом, по завершении реализации представленного алгоритма, на основании полученных значений скорректированного базового и фактического потребления производится расчет экономии ТЭР согласно формуле (1).

Разработанный алгоритм является универсальным для любого объекта, т.к. последовательность действий остается неизменной вне зависимости от типа энергоресурса и отрасли предприятия-заказчика.

Учет специфики проектов осуществляется внутри каждого этапа и зависит от основных факторов, характеристика которых представлена в таблице 1 (более подробно см. [3]).

Таблица 1

Основные факторы, влияющие на процесс формирования базового уровня энергопотребления

Таким образом, учет приведенных в таблице факторов, оказывающих влияние на процесс определения базового уровня энергопотребления на всех этапах алгоритма позволяет применять данный алгоритм в проектах, имеющих различную специфику.

Рассмотренные факторы оказывают воздействие на несколько этапов алгоритма напрямую (как например природа факторов, влияющих на потребление на процесс формирования сопоставимых условий) или косвенно (режимы работы объекта влияют на процесс мониторинга сопоставимых условий через зависимость от них продолжительности базового и отчетного периодов). Некоторые факторы являются взаимосвязанными и значение одного из них может оказывать влияние на значение другого. Такие факторы целесообразно учитывать совместно. Также в качестве фактора могут выступать результаты одного из этапов. Особенно это справедливо для этапа 10, на котором учитываются все полученные на предыдущих этапах результаты). На заключительном десятом этапе алгоритма данные и модели:

- данные по потреблению ТЭР за базовый и расчетный периоды, приведенные к нормативным условиям эксплуатации;

- данные о значениях факторов, оказывающих влияние на потребление в базовом и расчетном периоде;

- модели и поправочные коэффициенты, описывающие зависимость потребления от выделенных факторов.

Для рассмотрения возможности применения статистических методов на 6 и 7 этапах данного алгоритма, был проведен факторный анализ потребления ТЭР в регионах с различной структурой промышленности. В качестве объектов исследования были выбраны Новосибирская и Кемеровская области.

Основным отличием исследуемых объектов является различная структура промышленного производства: Новосибирская область далее - НСО) является регионом с большой степенью дифференциации по отраслям промышленности, в то время как в Кемеровской области (далее - Кузбасс) преобладает угледобывающая промышленность (более 55 %).

Первоначальный набор факторов был определен по результатам анализа современных исследований в области повышения энергоэффективности. Выбор наиболее значимых факторов из первоначального списка определялся с помощью корреляционного анализа. В качестве источника информации использовались официальные статистические данные и единые топливно-энергетические балансы регионов [4, 5, 6, 7].

В качестве модели, описывающей зависимость между потреблением ТЭР и выделенными факторами, была выбрана модель множественной линейной регрессии по следующим причинам:

- простота расчета неизвестных параметров модели;

- учет совокупного влияния факторов;

- возможность тиражирования модели на другие промышленные объекты разного масштаба.

Оценка параметров модели производилась с использованием пакета анализа данных Microsoft Excel.

В результате анализа были получены следующие модели (2 - для Новосибирской, 3 - для Кемеровской областей):

(2)

(3)

где у - потребление ТЭР, т.у.т.; х₁ - индекс промышленного производства, %; х₂ - степень износа основных производственных фондов, %; х₃, - доля добывающих отраслей в общем объеме валовой добавленной стоимости промышленности, %; х₄ - доля обрабатывающих отраслей в общем объеме валовой добавленной стоимости промышленности, %; х₅ - средняя цена на энергоресурсы в регионе, руб./т.у.т.; х₆ - средняя температура отопительного периода, °С.

Коэффициент детерминации (R²) полученных моделей равен соответственно 0,89 и 0,98, что позволяет сделать предположение о том, что модели адекватно описывают исходные данные.

Отсюда следует вывод, что аналогичная модель может быть применена на различных объектах промышленности, в том числе и разного масштаба (вплоть до конкретного предприятия). Простота определения неизвестных параметров модели позволяет дополнять ее новыми факторами в зависимости от целей анализа; при внесении соответствующих изменений имеется возможность использовать данную модель для отдельных видов энергоресурсов.

Дальнейшее развитие данного исследования предполагает:

1. Рассмотрение возможностей интеграции разработанной методики с наиболее проработанными нормативными и методическими документами в области измерений и верификации.

2. Апробацию разработанной методики на примере промышленного предприятия России.

3. Уточнение методики с учетом результатов апробации.

Список использованной литературы:

1. Тупикина А.А., Чернов С.С. Определение базового уровня потребления энергетических ресурсов в рамках реализации энергосервисных контрактов // Журнал «Инновации». - 2015. - № 10. - С. 106-112.

2. Измерения и верификация энергетической эффективности: стандарт / Российская ассоциация энергосервисных компаний. - Утвержден советом Ассоциации энергосервисных компаний «РАЭСКО» 16 сентября 2014 г. - М., 2014. - 102 с.

3. Тупикина А.А. Анализ факторов, влияющих на процесс формирования базового уровня энергопотребления при подготовке энергосервисного контракта // Экономика и предпринимательство. - 2016. - № 2/1 (67/1). - С. 824-828.

4. Регионы России. Социально-экономические показатели / Федеральная служба государственной статистики. - М., 2016. - 1326 с.

5. Промышленность России / Федеральная служба государственной статистики. - М., 2014.

6. Статистика погоды Новосибирской области [Электронный ресурс] // Статистика городов России. - Режим доступа: https://www.atlas-yakutia.ru/weather/stat_weather_296340.php.

7. Статистика погоды Кемеровской области [Электронный ресурс] // Статистика городов России. - Режим доступа: https://www.atlas-yakutia.ru/weather/stat_weather_296420.php.

Размещено на Allbest.ru