Развитие электроэнергетики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция 1. Организационно-экономические проблемы развития сельской электроэнергетики

Нынешнее положение в АПК России характеризуется резким спадом производства, усилением неэквивалентного обмена, дисбаланса спроса и предложения, стоимости производства и ценой на сельскохозяйственную продукцию, прибыли и налогов. Это, несомненно, негативно сказывается на аграрной реформе, которая проходит в сложной социально-экономической обстановке. За последние 5 лет валовое производство сельского хозяйства сократилось вдвое, усилился диспаритет цен на сельскохозяйственную и промышленную продукцию, топливно-энергетические ресурсы. Так, если себестоимость производства молока увеличилась в 4500 - 5000 раз, то тариф на электроэнергию возрос в 20000 - 25000 раз. Неудовлетворительное матернально-техническое обеспечение и финансировать, слабая государственная поддержка, рост неплатежей, другие причины усугубили положение сельских товаропроизводителей, многие из которых стали банкротами или находятся на грани того. Реформирование АПК, необходимость глубоких социально-экономических и технико-технологических изменений в агропромышленном производстве назрела еще в 80-е годы. Однако, реализация аграрной реформы в России значительно, а по некоторым направлениям и связана с общей экономической ситуацией в стране. Сегодня стало ясно, что в ходе формирования рыночных отношении определяющими социально-экономическое положение АПК представляются следующие факторы:

* нарушение сложившихся межрегиональных и межотраслевых хозяйственных связей, чему способствовал распад СССР;

* резкий спад инвестиционной активности со стороны государства;

* ускореш1ая приватизация, не учитывающая отраслевой специфики кале топливно-энергетического, так и агропромышленного комплексов;

* реорганизация сложившейся системы управления народным хозяйством без создания новых форм;

* отсутствие законодательной базы и инфраструктуры адекватных требованиям осуществления реформы и развития рыночных отношений.

В результате экономических реформ в настоящее время большая часть колхозов и совхозов преобразована, завершена приватизация энергоснабжающих, перерабатывающих и обслуживающих сельское хозяйство предприятий и организаций. В результате курса на развитие мелкотоварного производства, поддержку различных форм собственности н хозяйствования создано многоукладное сельскохозяйственное производство.

Кризисные явления затронули создавшийся десятилетиями потенциал той ремонтно-обслуживающей базы и электроэнергетической службы, которые обеспечивали функционирование сельской электроэнергетики. Созданные по инициативе колхозов и совхозов, на межхозяйственной основе более 25 лет назад предприятия и объединения "Агропромэнерго" в результате приватизации потеряли стройную систему производственных и экономико-правовых связей и взаимозависимости, что привело к разрушению электроэнергетической службы села во многих регионах. России. В условиях формирования рыночной экономики такая ситуация привела к бессистемности в работе и ликвидации ряда объединений и предприятий "Агропромэнерго".

Сельское хозяйство располагает значительным электроэнергетическим потенциалом. На сельскохозяйственное производство и социальную сферу села приходится около 500 тыс. электроподстанций общей мощностью 160 млн. кВА, 55,7 тыс. электростанций мощностью 2345 МВт, более 2 млн. км электропередачи, Ґ общее число электродвигателей и других электроустановок превышает 12 млн. шт. и т.д.

Вместе с тем, нет падежного и достаточного снабжения электрической и тепловой энергией, водой, газом, нет эффективной связи. Показатели фондо- и энерговооруженности АПК России в 2-3 раза, чем в индустриальных странах. Уровень обеспечении энергетическими ресурсами сельских объектов в 4-5 раз меньше, чем промышленных.

В этой связи становится актуальная задача но экономически обоснованному применению систем энергообеспечения, включая и нетрадиционные источники энергии, и внедрении технических средств по электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства, энергосберегающих технологий.

К причинам создавшегося положения в сельской электроэнергетике следует отнести не только кризисную ситуацию в экономике страны, но и в значительной степени, научной необоснованностью многих организационно-экономических проблем развития сельской электроэнергетики. Теоретические и научно-методические разработки, подготовленные в 80-е, начале 90-х годов, остаются актуальными и на сегодняшний день. [36, 39, 43, 50]

В значительной степени научный вакуум заполнен при разработке концепции развития механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства и концепции энергетического обеспечения сельскохозяйственного производства в условиях многоукладной экономики, а также целевых Федеральных научно-технических программ по электрификации сельского хозяйства на период до 2000 года. Существенный научный вклад в разрешение проблем развития сельской электроэнергетики внесли разработки научно-исследовательских институтов, Вузов и многих ученых.

Однако, за последние годы редкими были публикации по исследованию проблем научного обеспечения реформирования сельской электроэнергетической службы, но экономической оценке систем энергоснабжения сельского хозяйства, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства, хотя, проблемы экономических взаимоотношении, реформирования при рыночных отношениях являются основными.

В имеющихся работах выводы и рекомендации к АПК, а отдельные - к проблемам технического сервиса машинно-тракторного парка, и в меньшей мере рассматривают н учитывают особенности формирования и функционирования сельской электроэнергетической службы, которые являются самостоятельной проблемой научного и практического значения. В упомянутых выше концепциях н целевых федеральных научно-технических программах в имеющихся исследованиях рассмотрены лишь технические стороны развития сельской электроэнергетики, а пути практической реализации, создания соответствующих производственных структур, ^ проблемы совершенствования сельской электроэнергетической службы в лучшем случае лишь обозначены.

Для достижения цели в диссертации рассмотрены и решены следующие основные задачи:

* исследование организационной и технико-экономической среды и социально-экономических условии развития сельской энергетики;

* исследование основных этапов и закономерностей развития электроэнергетики;

* оценка экономических проблем повышения эффективности электроэнергетики в условиях формирования рыночной экономики;

* разработка модели и организационно-экономических основ создания единой электроэнергетической службы;

* разработка предложений и рекомендаций по совершенствованию внутрихозяйственного механизма производственной деятельности предприятий сельской электроэнергетики сообразно современным условиям.

Научная новизна исследования определяется постановкой и комплексным решением совершенствования методов экономической оценки и путей повышения эффективности энергетики посредством:

* разработки основ по организации единой электроэнергетической службы с внутрихозяйственным рыночным механизмом производственной деятельности;

* повышения экономической эффективности энергообеспечение путем становления равноправных рыночных взаимоотношений сельскохозяйственных предприятий с энергетическими системами;

* совершенствование методов экономической оценки систем энергоснабжении, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства, а также внедрения нетрадиционных источников энергии и энергосберегающих технологий.

Практическая ценность работы заключается в разработке и внедрении принципов построения единой энергетической службы, способной в рыночных условиях решать комплекс проблем развития электроэнергетики села, а также научно-методических основ и экономико-математических методов рациональных размеров и структуры службы. Практическое значение разработанной методики экономической оценки сельской электроэнергетики, включающих в себя обобщающий показатель и систему общих и частных показателей, заключается не только в практическом использовании ее для целей определения экономической эффективности различных мероприятий сельской электроэнергетики, в широком использовании в учебном процессе при подготовке инженерных кадров для АПК.

Внедрение результатов исследований, включающих в себя оценку состояния электроэнергетической службы региона, теоретическое и научно-методическое обосновать состояния и основных направления развития электроэнергетики, разработаны и внедрены в Кокчетавской области Казахстана, Республике Башкортостан, Тверской, Курганской, Псковской областях и Приморском крае России, Луганской и Донецкой областях Украины, Ошской области Киргизии, организационно-экономические основы создания единой электроэнергетической службы села.

Рекомендации по совершенствованию внутрихозяйственного механизма производственной деятельности предприятий "Агропромэнерго" в современных условиях апробированы и внедрены в Республике Беларусь, Кокчетавской области Казахстана, Республике Башкортостан, Тверской области и ряде других регионов России.

Теоретические разработки н научно-методические основы создания единой электроэнергетической службы села внедрены при разработке организационной структуры, пакета нормативно-учредительных документов по созданию Федеральной производственно-научной компании "Агропромэнфго" при непосредственном участии соискателя, совместно с руководством Федеральной производственно-научной компании "Агропромэнерго" и Департамента социального развития и охраны труда Минсельхозпрода РФ разработана производственная система по сервисному обслуживанию объектов энергетики и инфраструктуры села с государственным управлением как на федеральном уровне, так и на уровне сельской администрации. Данная структура утверждена приказом Министра сельского хозяйства и продовольствия РФ № 105 от 13 мая 1994 г. "О федеральной производственно-научной компании "Агропромэнерго" и № 197 от 10 июля 1996 г. "О мерах по обеспечению сохранности и функционирования социальной и инженерной инфраструктуры села".

Основные результаты исследования состояния сельских электрических сетей 10.0,4 кВ и электроэнергетических хозяйств села использованы при разработке государственных научно-технических программ "Федеральная целевая программа развития энергетической системы агропромышленного комплекса России на основании использования нетрадиционных источников энергии на 1996 - 2000 годы. Возобновляемая энергетика села - 2000" н "Федеральная целевая программа "Электрификация села на 1996 - 2000 годы".

Основные положения и результаты исследований стали предметом обсуждения па и ауты х конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников н аспирантов Московского государственного агроинженерного университета им. В.П.Горячюша. По теме настоящей диссертации в течении 15 лет на международных, всесоюзных, всероссийских, республиканских, региональных и других конференциях н совещаниях сделано более 20 докладов.

Научные разработки и решения соискателя обсуждались и получили одобрение в 1990 - 1996 гг. на научно-практических конференциях и совещаниях руководителей региональных сельских энергетических служб, а также на выездном расширенном заседании коллегии Минсельхозпрода РФ, посвященном использованию средств нетрадиционной энергетики и автономным системам 1Шженерного оборудования сельских территорий (август 1994 г., г. Калуга).

Основные положения диссертационной работы нашли отражения в 68 печатных работах, в том числе, в учебнике, 5 учебных пособиях, 3 научных отчетах, 3 методических рекомендациях и в двух брошюрах. Общий объем публикаций составляет 150 печатных листов.

Заключение диссертации по теме "Организация производства", Водянников, Владимир Тимофеевич

Общие выводы и предложения

1.Исследованиями установлено, что в сельском хозяйстве на основе общественного разделения труда сформировалась самостоятельная часть отрасли сельская электроэнергетика, главная функция которой состоит в обеспечении поступательного развития производительных сил сельского хозяйства, обеспечении нормальных жизненных условий на селе.

Кризисное состояние экономики аграрного сектора и ТЭК не позволяет эффективно функционировать и развиваться сельской электроэнергетике, повышать уровень интенсификации и развития научно-технического прогресса в сельском хозяйстве. С прекращением государственного регулирования экономических отношении между предприятиями ТЭК н ЛПК, ценовые диспропорции, что привело к резкому росту удельного веса затрат ТЭР в структуре себестоимости сельскохозяйственной продукции. При монопольном производстве и сбыте электроэнергии конкуренция практически отсутствует, что порождает произвол в ценообразовании. Для устранения злоупотреблений монополистов должны вводится антимонопольные законы. Разработка подобных законов для любой отрасли должна базироваться на научно обоснованных нормативно-методических, материалах, которые позволили бы объективно отражать интересы производителя и потребителя электроэнергии.

2.Накопившиеся в развитии и организации эксплуатации сельских электрических сетей недостатки, кризисное положение дел в экономике страны обострили проблемы электроснабжеш1Я сельского хозяйства. Исследователями установлено: 100 % износ сельских электрических сетей 10-0,4 кВ составляет до 70 %, потери электроэнергиив распределительных сетях достигают 35 %, аварийность сетей составляет 15-17 отключений в год на 100 км трассы, а продолжительность отключений в среднем на одно хозяйство - 200-220 часов в год. На селе многие электрические сети находятся в бесхозном состоянии, до 50 % линий электропередачи 10-0,4 кВ и трансформаторных подстанции подлежат замене.

Прекращение подачи электроэнергии приводит не только к экономическим потерям сельскохозяйственной продукции, но негативно сказывается и на социальном положении сельских жителей.

Появление новых и развитие существующих сельскохозяйственных предприятий, расширение применения электроэнергии в быту и социальной сфере села, а также высокая степень износа и низкая надежность работы предопределяют необходимость неуклонного развития сельских электрических сетей на приоритетных началах.

3.Учитывая ограниченность запасов традиционных видов топлива, усложнение и удорожание добычи, транспортировки и обеспечения экологической чистоты его использования, а также реальное положите сельских электрических сетей частью энергобаланса сельского хозяйства должны стать нетрадиционные источники энергии и энергосберегающие технологии.

4.В современных условиях выбор и внедрение средств электрификации и автоматизации должны сопровождаться соответствующим экономическим обоснованием. Это положение следует из того, что сегодня достаточно отечественных и зарубежных технических средств, а также сложилось многоукладное сельскохозяйственное производство, технические средства для различных производств обладают разной экономической эффективностью.

5.В диссертации всесторонне обосновано, что проблема повышения эффективности сельской электроэнергетики должна решаться в неразрывном единстве с развитием энергетической службы. При этом темпы развития последней должны быть опережающими. Только при этом условии возможно поступательное развитое и рост экономической эффективности сельской электроэнергетики.

В целях комплексного решения проблем сельской электроэнергетика рекомендовано создавать единые энергетические службы. Целесообразность такого подхода подтверждена многолетней производственной практикой в различных регионах СНГ. При этом требуются гибкие подходы и, исходя из научных исследовании, считаем необходимым в сложившейся ситуации в АПК иметь свою, основанную на кооперации н государственной поддержке, единую электроэнергетическую службу. Последняя в рыночных условиях должна быть способной, взяв на себя функции по эксплуатации распределительных электросетей 100,4 кВ, не только успешно конкурировать с энергосистемой, но и внедрять н эксплуатировать нетрадиционные источники энергии и технологии в сельском хозяйстве.

Разработанная модель связей технического состояния средств электрификации производства с факторами, ее определяющими, и эффективностью сельскохозяйственного производства позволяет констатировать, что от совершенства организационных форм технического сервиса сельской электроэнергетики в решающей степени зависит качество электроснабжения, организация эксплуатация машин и оборудования, методы формирования производственных систем и государственных структур, осуществляющих требуемое развитие и функционирование сельского энергетического хозяйства, инженерной и социальной инфраструктуры села. Формирование рыночных отношений требует совершенствования внутрихозяйственного механизма деятельности предприятий, перестройки экономического мышления руководителей, специалистов и рабочих.

Рекомендуемый способ определения рациональной формы организации обслуживания электроэнергетического оборудования и коммуникаций в сочетании с разработанными мероприятиями по сокращению потерь рабочего времени при производстве работ позволяют повысить более, чем на 30 % производительность труда электротехнического персонала.

Разработанное по результатам выполненных исследований научно-методическое обеспечение позволило построить экономико-математическую модель формирования финансового плана содержания сельского энергетического хозяйства, размеров и структуры подразделений электроэнергетического предприятий. Проведенные в работе на базе ЭВМ расчеты, внедрите их результатов свидетельствует о пригодности к использованию на практике разработанных научно-методических основ формирования рациональной структуры электроэнергетической службы села.

Растет сравнительного экономического эффекта подтверждает преимущество предлагаемого варианта совершенствования производственной деятельности предприятий сельской электроэнергетики. За счет комплексного решения проблемы технического сервиса электроэнергетического хозяйства села обеспечивается экономический эффект в размере 291,0 тыс. руб. в расчете на одну усл. единицу электроэнергетического оборудовать. В расчете на админстративный район он составит около 3 млрд. рублей.



Лекция 2. Энергосбережение

Энергосбережение (экономия энергии) -- реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное (рациональное) использование (и экономное расходование) топливно-энергетических ресурсов^[1] и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии^[2]. Энергосбережение -- важная задача по сохранению природных ресурсов.

В России и других странах бывшего СССР в настоящее время наиболее насущным является бытовое энергосбережение (энергосбережение в быту), а также энергосбережение в сфере ЖКХ.

На обогрев зданий в зимний и охлаждение в летний периоды расходуется большое количество тепловой и электрической энергии. Применение комплекса грамотных решений на этапах проектирования и строительства позволяет многократно (в 10 раз в зданиях типа Пассивный дом) снизить общее потребление энергии в процессе дальнейшей многолетней эксплуатации жилых и нежилых зданий.

Архитектурное решение

· энергетически рациональная ориентация здания относительно сторон света с точки зрения расположения оконных проемов и балконных дверей.

Одним из наиболее простых и эффективных решений повышения экономичности и комфортности зданий является правильная ориентация зданий относительно сторон света. Зимой наибольшее поступление солнечной лучистой энергии приходится на стены и окна южной ориентации (в северном полушарии), в летний период больше всего облучаются восточные и западные стены и окна. В этой связи наиболее рациональной ориентацией является широтное расположение вытянутых в плане зданий с таким расчётом чтобы общая площадь южных окон была максимальна, а восточных и западных минимальна. Если проектируемое здание имеет в плане форму близкую к квадратной то большую часть окон следует расположить с юга и севера и по возможности уменьшить количество и площадь восточных и западных окон. Сами здания следует располагать на достаточном расстоянии друг от друга во избежание существенного затенения одного здания другим в зимний период. Улицы для жилой застройки (особенно индивидуальной) также рекомендуется проектировать в широтном направлении: южные окна домов в таком случае будут выходить на улицу или во двор и, следовательно, не будут затеняться рядом стоящими соседними домами.

Небольшой козырёк над южными окнами защищает от лучей летнего солнца

· энергоэффективная форма дома без внутренних углов, обеспечивающая минимальную площадь наружных стен;

· оптимальная площадь остекления;

· наличие тамбуров на входах.

Конструктивные решения

· непрерывная изолирующая оболочка наружных ограждений здания с внешней стороны из высокоэффективных теплоизоляционных материалов, отсутствие мостов холода, герметичность;

Теплоизоляция с внешней стороны здания имеет ряд преимуществ перед внутренней теплоизоляцией: значительно сглаживаются колебания температуры в помещении за счёт тепловой инерции внешних стен, улучшаются условия эксплуатации материала внешних стен и т.д.

· использование оконных систем с высоким уровнем теплозащиты: стеклопакеты из стекла с селективным покрытием (i-стекло) и с наполнением межстёкольного промежутка тяжёлыми инертными газами, многокамерные пластиковые профили и профили из клееного деревянного бруса, качественные уплотнители и тёплые дистанционные рамки.

Инженерные решения

· обеспечение воздухообмена с минимальными потерями тепла в холодный период года и прохлады в жаркий период, обеспечиваемого механической приточно-вытяжной системой с рекуперацией тепла.

· использование энергии внешних природных источников и окружающей дом территории, например, использование солнечной энергии для отопления и нагрева воды, использование круглогодично стабильной температуры подземного грунта для обогрева зимой и кондиционирования летом с помощью теплового насоса, который позволяет получить или отвести наружу до 5 кВт*ч тепловой энергии на каждый киловатт-час затраченной электроэнергии.

· использование внутренних тепловыделений дома, например, нагрев воды с помощью тепла выделяемого внешним блоком кондиционера.

· дополнительная экономия тепловой и электрической энергии за счёт использования автоматизированной системы управления всеми техническими устройствами в здании (система «Умный дом»)

Ключевыми мероприятиями оптимизации потребления электроэнергии на освещение являются:

· максимальное использование дневного света (повышение прозрачности и увеличение площади окон, дополнительные окна, применение оптимального режима бодрствования максимально совпадающего со световым днём);

· повышение отражающей способности (белые стены и потолок);

· оптимальное размещение световых источников (местное освещение, направленное освещение);

· использование осветительных приборов только по необходимости;

· повышение светоотдачи существующих источников (замена люстр, плафонов, удаление грязи с плафонов, применение более эффективных отражателей);

· замена ламп накаливания на энергосберегающие (люминесцентные, компактные люминесцентные, светодиодные);

· применение устройств управления освещением (датчики движения и акустические датчики, датчики освещенности, таймеры, системы дистанционного управления);

· внедрение автоматизированной системы диспетчерского управления наружным освещением (АСДУ НО);

· установка интеллектуальных распределённых систем управления освещением (минимизирующих затраты на электроэнергию для данного объекта).

Основными мероприятиями являются:

· оптимальный подбор мощности электродвигателя;

· использование частотно-регулируемого привода (ЧРП).

Электроплиты[править | править вики-текст]

· использование газовых варочных плит вместо электрических там, где это возможно.

· использование более экономичного варочного оборудования: мультиварки, индукционные электроплиты, скороварки и т.п.

· использование посуды с широким плоским дном, полностью покрывающим поверхность конфорки электроплиты.

Электрообогрев

· подбор оптимальной мощности электрообогревательных устройств;

· оптимальное размещение устройств электрообогрева для снижения времени и требуемой мощности их использования;

· повышение теплообмена, в том числе очистка от грязи поверхностей устройств электрообогрева;

· местный (локальный) обогрев, в том числе переносными масляными обогревателями, направленный обогрев рефлекторами;

· использование устройств регулировки температуры, в том числе устройств автоматического включения и отключения, снижения мощности в зависимости от температуры, временных таймеров;

· использование тепловых аккумуляторов;

· замена прямого электрообогрева на электрообогрев с использованием тепловых насосов;

Холодильные установки и кондиционеры[править | править вики-текст]

Для холодильных установок и бытовых холодильников основными способами снижения потребления электроэнергии являются:

· оптимальный подбор мощности холодильной установки;

· качественная изоляция корпуса (стенок), двери холодильной установки, холодильника, прозрачная крышка в холодильнике для продуктов, с качественной изоляцией;

· приобретение современных энергосберегающих холодильников;

· не допускать образования наледи, инея в холодильнике, вовремя размораживать;

· не рекомендуется помещать в холодильную установку (холодильник) материалы и продукты, имеющие температуру выше температуры окружающей среды - их необходимо предварительно охладить на воздухе;

· проанализировать возможность отказа от холодильника;

· качественный отвод тепла - эффективное охлаждение теплоотводящего радиатора (эффективная вентиляция радиатора, вынос радиатора холодильника в неотапливаемое помещение либо помещение холодильника туда в холодное время года)

· не рекомендуется ставить бытовой холодильник близко к источникам тепла и подвергать солнечным лучам.

Для кондиционеров:

· необходимо корректно подбирать мощность и место установки кондиционера, исходя из объёма помещения, количества и расположения человек, присутствующих в помещении и др. характеристик;

· в сухом и жарком климате необходимо использовать более экономичные кондиционеры испарительного типа вместо компрессионных там, где это допустимо;

· при кондиционировании компрессионным кондиционером окна и двери должны быть закрыты - иначе кондиционер будет охлаждать улицу или коридор;

· чистить фильтр, не допускать его сильного загрязнения;

· необходимо настроить режим автоматического поддержания оптимальной температуры, не охлаждая, по возможности, комнату ниже 22-24 градусов;

· обдумать степень необходимости установки и использования кондиционеров, в том числе и с эстетической точки зрения (внешние блоки кондиционеров, висящие на фасадах домов);

· герметизация (при охлаждении компрессионным кондиционером) и теплоизоляция помещения.

Потребление бытовых и прочих устройств[править | править вики-текст]

· при выборе новой аудио, видео, компьютерной и др. техники отдавайте предпочтение, при прочих равных характеристиках, устройству с меньшим энергопотреблением, как в рабочем режиме, так и в дежурном режиме (большинство современных бытовых устройств потребляют электроэнергию даже в выключенном состоянии, т. к. не выключаются полностью, а переводятся в «спящий» режим "stand-by/off");

· избегайте использование «спящего» режима, если прибор не используется продолжительное время, лучше выключать прибор из розетки;

· замените, по возможности, приборы, имеющие в своем составе трансформаторные блоки питания, на аналогичные с импульсными блоками питания;

· не наливайте полный чайник, если вам нужен кипяток всего для одной чашки напитка;

· не оставляйте без необходимости включенными в сеть зарядные устройства для мобильных приборов (очень актуально из-за возрастающего объёма таких приборов);

· старайтесь избегать использования удлинителей, а если это необходимо, то пользуйтесь качественными удлинителями с проводом большого сечения (при малом сечении провод начинает греться и электроэнергия уходит не на полезную работу электроприбора, а на нагрев провода удлинителя);

Снижение потерь в сети:

· использование энергосберегающих устройств;

· увеличение значений номиналов проводников -- проводов и кабелей;

· отслеживание несанкционированных подключений.

Снижение теплопотерь

· использование утеплительных материалов при строительстве и модернизации зданий. В средней полосе России 150--300 мм эффективного утеплителя позволяет сэкономить 50-60 % тепла;

· установка теплосберегающих оконных конструкций с применением низкоэмиссионного селективного стекла. Позволяет сэкономить 10-20 % тепла;

· устройство тамбуров на входе в здание и применение утеплённых входных и балконных дверей;

· установка рекуператора тепла выходящего воздуха. Позволяет сэкономить 20-30 % тепла;

Повышение эффективности систем теплоснабжения

Мероприятия по повышению эффективности систем теплоснабжения предусматривают следующие направления оптимизации:

Со стороны источника:

· Повышение эффективности источников теплоты за счет снижения затрат на собственные нужды;

· Использование современного теплогенерирующего оборудования, такого как конденсационные котлы, пиролизные котлы и тепловые насосы;

· Использование узлов учёта тепловой энергии;

· Использование ко- и три- генерации.

· использование грунтовых теплообменников

Со стороны тепловых сетей:

· Снижение тепловых потерь в окружающую среду;

· Оптимизация гидравлических режимов тепловых сетей;

· Использование современных теплоизоляционных материалов;

· Использование антивандальных покрытий при наружной прокладке тепловых сетей;

· Снижение утечек и несанкционированных сливов теплоносителя из трубопроводов.

Со стороны потребителей:

· Снижение тепловых потерь через наружные ограждающие конструкции;

· Использование вторичных энергоресурсов;

· Использование систем местного регулирования отопительных приборов для исключения перетопа;

· Перевод зданий в режим нулевого потребления теплоты на отопление. При этом поддержание параметров воздуха в здании должно происходить за счет внутренних выделений теплоты и высоких параметров тепловой изоляции;

· Использование узлов учёта тепловой энергии.

В целом же меню «технических решений» по модернизации систем теплоснабжения очень обширно и далеко не ограничивается вышеизложенным списком. Ниже приведен пример перечня мер из «Программы модернизации систем теплоснабжения» комплексной программы развития и модернизации жилищно-коммунального комплекса целого региона, включающего 22 муниципальных образования; 126 городских и сельских поселений; более чем 200 отдельных систем теплоснабжения.

Основные мероприятия программы разбиты на шесть укрупненных групп: электроэнергетика теплоснабжение износ экономический

· Проведение предпроектных обследований объектов теплоснабжения;

· Строительство новых котельных;

· Модернизация и реконструкция котельных и ЦТП;

· Модернизация и строительство тепловых сетей;

· Внедрение ресурсосберегающих технологий;

· Для максимизации эффекта программы её реализуют в комплексе с модернизацией системы теплозащиты жилых и общественных зданий, совершенствованием их инженерных систем, мерами по утеплению квартир, оснащению их приборами учёта и эффективной водоразборной арматурой.

Экономия воды

· установка приборов учёта потребления воды;

· использование воды только когда это действительно необходимо;

· установка сливных унитазных бачков, имеющих выбор интенсивности слива воды;

· установка автоматических регуляторов расхода воды, аэраторов с регуляторами 6 л\мин для крана и регуляторов 10л\мин для душа

· сбор и использование дождевой воды

Экономия газа[править | править вики-текст]

· подбор оптимальной мощности газового котла и насоса;

· утепление помещений, оптимальный подбор эффективных радиаторов отопления в помещениях, где используется обогрев газовым котлом;

· использование на газовых плитах посуды с широким плоским дном, закрывающейся крышкой, желательно прозрачной, подогрев в чайнике только необходимого количества воды;

· переход, по возможности, на максимально широкое использование иных, более дешёвых заменителей газа.

Экономия моторного топлива[править | править вики-текст]

· использование электромобилей, автомобилей с гибридным приводом или на газовом топливе;

· плавные старты и торможения при движении на автомобиле;

· покупка автомобилей с низким расходом топлива;

· своевременная регулировка работы двигателя внутреннего сгорания;

· эффективный и комфортный общественный транспорт.

При реализации мероприятий энергосбережения и повышения энергоэффективности различают:

· начальные инвестиции (или увеличение, прирост инвестиций из-за выбора более эффективного оборудования). Например, замена окон в существующем доме на пластиковые стеклопакеты - инвестиции в энергосбережение, а отказ от установки обычных светильников в пользу светодиодных в строящемся доме - увеличение инвестиций в энергосбережение (в доле превышения стоимости светодиодных светильников над обычными);

· единовременные затраты на проведение энергоаудита (энергообследования);

· единовременные затраты на приобретение и монтаж приборов учёта и систем автоматического контроля, удаленного снятия показаний приборов учёта;

· текущие расходы на премирование (поощрение) ответственных за энергосбережение.

Как правило, эффекты от мероприятий энергосбережения рассчитывают:

· как стоимость сэкономленных энергоресурсов или доля стоимости от потребляемых энергоресурсов, в т. ч. на единицу продукции;

· как количество тонн условного топлива (т. у. т.) сэкономленных энергоресурсов или доля от величины потребляемых энергоресурсов в т. у. т.;

· в натуральном выражении (кВт. ч., Гкал и т. д.);

· как снижение доли энергоресурсов в ВВП в стоимостном выражении, либо в натуральных единицах (т. у. т., кВт. ч.) на 1 руб. ВВП

Эффекты от мероприятий энергосбережения можно разделить на несколько групп:

· экономические эффекты у потребителей (снижение стоимости приобретаемых энергоресурсов);

· эффекты повышения конкурентоспособности (снижение потребления энергоресурсов на единицу производимой продукции, энергоэффективность производимой продукции при её использовании);

· эффекты для электрической, тепловой, газовой сети (снижение пиковых нагрузок приводит к снижению риска аварий, повышению качества энергии, снижению потерь энергии, минимизации инвестиций в расширение сети, и, как следствие, снижению сетевых тарифов);

· рыночные эффекты (например, снижение потребления электроэнергии, особенно в пиковые часы, приводит к снижению цен на энергию и мощность на оптовом рынке электроэнергии - особенно важным является снижение потребления электроэнергии населением на освещение в вечернем пике);

· эффекты, связанные с особенностями регулирования (например, снижение потребления электроэнергии населением уменьшает нагрузку перекрёстного субсидирования на промышленность - в настоящее время в России население платит за электроэнергию ниже её себестоимости, дополнительная финансовая нагрузка включается в тарифы для промышленности);

· экологические эффекты (например, снижение потребления электрической и тепловой энергии в зимнее время приводит к разгрузке наиболее дорогих и "грязных" электростанций и котельных, работающих на мазуте и низкокачественном угле.);

· связанные эффекты (внимание к проблемам энергосбережения приводит к повышению озабоченности проблемами общей эффективности системы - технологии, организации, логистики на производстве, системы взаимоотношений, платежей и ответственности в ЖКХ, отношения к домашнему бюджету у граждан).

Обычно началу реализации мероприятий по энергосбережению предшествует проведение энергоаудита.

· Одним из препятствий к повсеместному осуществлению энергосбережения в быту на постсоветском пространстве является отсутствие массовой бытовой культуры энергосбережения вследствие длительного советского периода низких цен на энергоносители в прошлом.

· В современный период широко распространена практика применения для населения низких тарифов социальной направленности на многие виды ресурсов (электроэнергия, газ, горячее и холодное водоснабжение, центральное отопление), также снижающая заинтересованность потребителей в экономии энергоресурсов.

· Отсутствие средств у предприятий ЖКХ на реализацию энергосберегающих программ, низкая доля расчетов по индивидуальным приборам учёта и применение фиксированных нормативов. Например, при расчёте оплаты без приборов учёта по установленному нормативу у потребителя возникает противоположный сбережению мотив к расточительству. При фиксированном тарифе каждая лишняя потреблённая единица ресурса (кубометр газа или горячей воды) удешевляет потребителю удельную стоимость ресурса.

· Незаинтересованность сбытовых организаций в повсеместном внедрении приборов учёта. Расчёт потребления энергии и других ресурсов по приборам учёта (счётчики газа, горячей и холодной воды, тепла) в большинстве случаев невыгоден для сбытовых организаций^[3]. Приобретение и монтаж индивидуальных приборов учёта в большинстве случаев осуществляется за счёт конечного потребителя, что также сдерживает их внедрение.

К уже построенным домам нулевого энергопотребления относятся: дом для инвалидов в Ярвенпяа (2124 мІ), студенческое общежитие в Куопио (2124 мІ), односемейный дом в Мянтюхарью (154 мІ). В Хювинкяа будет построен односемейный дом на 160 мІ в 2013 году. Дома с почти нулевым потреблением возведены в Якобстаде (односемейный 165 мІ) и в Лахти (дом пенсионеров 16500 мІ) ^[4]

В 2015 году компания Ruukki завершила строительство одного из первых в мире объектов коммерческой недвижимости с почти нулевым уровнем энергопотребления. Этим экспериментальным объектом стало здание исследовательского центра Университета прикладных наук Финляндии (г. Хямеенлинне).



Лекция 3. Снижение потерь электроэнергии - важнейший путь энергосбережения в электрических сетях

Потери электроэнергии в электрических сетях - важнейший показатель их энергетической эффективности, наглядный индикатор состояния системы учета электроэнергии, эффективности энергосбытовой деятельности, оперативного, эксплуатационного и ремонтного обслуживания электрических сетей, оптимальности их развития. Давайте посмотрим, какова величина данного показателя в российских электрических сетях, и сформулируем пути снижения данных потерь.

Рост потерь электроэнергии в электрических сетях (далее ПЭЭС) России все отчетливее свидетельствует о следующих накапливающихся проблемах, требующих безотлагательного решения:

· реконструкция и техническое перевооружение электрических сетей,

· совершенствование учета электроэнергии, в первую очередь в части замены устаревших приборов, оперативности и точности сбора данных об отпущенной в сеть и потребленной электроэнергии,

· повышение эффективности сбора денежных средств за поставленную потребителям электроэнергию,

· налаживание конструктивного взаимодействия электросетевых и энергосбытовых организаций при расчете и анализе фактических и прогнозных балансов электроэнергии в электрических сетях и т.п.

По мнению международных экспертов и опыту передовых отечественных электрических сетей, относительные потери электроэнергии при ее передаче и распределении в электрических сетях можно считать удовлетворительными, если они не превышают 4-5% от отпуска электроэнергии в эти сети. Потери электроэнергии на уровне 10% можно считать максимально допустимыми с точки зрения физики передачи электроэнергии по сетям [1]. Сказанное подтверждается данными, представленными в табл. 1.

Таблица 1. Относительные потери электрической энергиив электрических сетях промышленно развитых стран [2]

Страна Усредненный показатель потерь, % В основной сети В распределительной сети Австрия 1,5* 4,5* Чешская республика 1,5* 7,0* Финляндия 1,6** 4,2** Франция 2,1* 3,7* Греция 2,4** 6,8** Норвегия 1,6** 5,0** Португалия 1,1** 6,4** Испания 1,2** 7,1** Швеция 2,1** 2,3** Великобритания 1,6** < 7,0**



* От отпуска из сети.

** От отпуска в сеть.

Анализ потерь электроэнергии

Хронический недостаток инвестиций в развитие и реконструкцию российских электрических сетей, в совершенствование систем управления их режимами, учета электроэнергии привел к их значительному физическому и моральному износу (до 70%), что отрицательно повлияло на динамику относительных потерь электроэнергии в отечественных электрических сетях в целом и на уровень потерь в отдельных электросетевых организациях.

По данным Федеральной службы государственной статистики (Росстата), абсолютные фактические потери электроэнергии в электрических сетях России в 2009 году составили 100,96 млрд кВт*ч, или 11,05% от отпуска электроэнергии в сеть, равного 913,9 млрд кВт*ч. В этом же году суммарные потери электроэнергии¹в электрических сетях ОАО «ФСК ЕЭС» и ОАО «Холдинг МРСК» (далее - МРСК) составили 78,817 млрд кВт*ч (см. табл. 2), т.е. около 78% от суммарных потерь электроэнергии по данным Росстата².

Таблица 2. Динамика потерь электроэнергии в ЕНЭС и сетях МРСК за 2007-2011 годы

Структурные составляющие баланса электроэнергии Численные значения по годам 2007 2008 2009 2010 2011 Отпуск электроэнергии из сети ЕНЭС, млн кВт*ч 464045,0 472267,8 452372,18 470146,1 485014,4 Потери электроэнергии в ЕНЭС, млн кВт*ч 21401(4,61)* 21866(4,63)* 22121(4,89)* 22526(4,79)* 22553(4,65)* Отпуск электроэнергии в сети МРСК, млн кВт*ч 678989 695001 653145 647248 644071 Потери электроэнергии в сетях МРСК, млн кВт*ч 59175(8,71)** 57717(8,30)** 56696(8,68)** 55987(8,65)** 54102(8,40)**



* Процент от отпуска из сети.

** Процент от отпуска в сеть.

Как показывает анализ, значительная часть потерь электроэнергии (около 20%) в большом количестве территориальных электросетевых организаций (ТСО) и предприятий (около 3000), оказывающих услуги по передаче электрической энергии, не учитывается Росстатом в суммарной величине потерь электроэнергии в электрических сетях. В сводном балансе электроэнергии эти потери попадают в графу полезного отпуска электроэнергии.

С учетом потерь электроэнергии в электрических сетях этих ТСО, присоединенных к сетям МРСК и ОАО «ФСК ЕЭС», фактические суммарные ПЭЭС в России приблизительно оцениваются в 120 млрд кВт*ч в год. По отношению к суммарному отпуску электроэнергии в сеть в 2009 году 913,9 млрд кВт*ч это составляет 13,1%, что в 1,5-2,0 раза выше, чем в электрических сетях промышленно развитых стран (см. табл. 1) и в электрических сетях Минэнерго СССР в конце 1980-х годов, когда они находились на уровне 8,65%.

Если не предпринимать активных усилий по сдерживанию роста потерь электроэнергии, этот рост будет продолжаться уже в ближайшем будущем в связи с повышением тарифов на электроэнергию и сопутствующей мотивацией потребителей к безучетному потреблению электроэнергии, а также в связи с неоптимальной загрузкой электрических сетей, дополнительными потерями из-за низкого качества электроэнергии и т.п. Тенденции такого роста наметились в ряде отечественных РСК. В отдельных распределительных линиях 0,4-10,0 кВ некоторых РСК фактические относительные потери электроэнергии уже достигают 30-40% и сравнялись с потерями в сетях отсталых африканских стран. Как правило, такие потери характерны для районов с неплатежеспособным населением, высоким уровнем бездоговорного и безучетного потребления электроэнергии, низкой организацией энергосбытовой деятельности и отсутствием взаимодействия энергосбытов, электрических сетей, правоохранительных органов и администраций местного самоуправления.

Резерв снижения потерь электроэнергии в электрических сетях России

Суммарный резерв снижения ПЭЭС в настоящее время по минимальным оценкам находится в пределах 15-25 млрд кВт*ч, в том числе:

· около 3-5 млрд кВт*ч - резерв снижения технических потерь, обусловленных физическими процессами передачи электроэнергии;

· 12-20 млрд кВт*ч - резерв снижения коммерческих потерь, обусловленных погрешностями системы учета электроэнергии, бездоговорным и безучетным потреблением электроэнергии, недостатками в системе сбора и обработки данных о полезном отпуске электроэнергии потребителям и другими причинами [1].

Наличие указанных резервов объясняется следующими факторами:

· значительным моральным и физическим износом электросетевого оборудования;

· неоптимальными режимами работы электрических сетей по уровням напряжения и реактивной мощности;

· недостаточной мотивацией и квалификацией персонала электросетевых компаний для разработки и внедрения эффективных программ снижения потерь электроэнергии в сетях;

· использованием несовершенных расчетных методов определения количества отпущенной и потребленной электроэнергии при отсутствии приборов учета;

· несовершенством нормативной базы для эффективной борьбы с хищениями электроэнергии;

· недопустимыми погрешностями измерений объемов электроэнергии, поступившей в электрические сети и отпущенной из электрических сетей;

· несовершенством системы снятия показаний приборов учета и выставления счетов за потребленную электроэнергию;

· ростом бездоговорного и безучетного потребления электроэнергии (хищений) в связи с ростом тарифов на электроэнергию и рядом других причин.

Значительное превышение фактических потерь над технологически обоснованными требует системного подхода к решению этой проблемы на долговременной и постоянной основе. Передовой зарубежный опыт показывает, что даже при сравнительно благополучных относительных потерях электроэнергии в сетях отдельных зарубежных электрокомпаний временное ослабление внимания к ним неизменно приводит к росту потерь.

Пути выхода из сложившейся ситуации

Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях требует существенных затрат на следующие мероприятия:

· модернизацию электросетевого оборудования и внедрение новой энергосберегающей техники и технологий, в первую очередь устройств компенсации реактивной мощности и средств регулирования напряжения;

· совершенствование и автоматизацию средств и систем учета электроэнергии;

· совершенствование и внедрение новых информационных технологий для расчетов фактических и прогнозных балансов электроэнергии в электрических сетях, технических и коммерческих потерь, разработку и оценку эффективности мероприятий по снижении потерь;

· научно-исследовательские, проектные и опытно-конструкторские работы, связанные с расчетами, анализом, нормированием и снижением потерь электроэнергии в электрических сетях, разработкой и совершенствованием нормативных документов.

Для снижения потерь электроэнергии в электрических сетях³ на 1 млрд кВт*ч необходимо затратить от 0,8 до 3,0 млрд руб. со сроком окупаемости затрат от 2 до 8 и более лет.

Результаты снижения ПЭЭС

Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях позволяет:

· уменьшить убытки электросетевых организаций из-за сокращения оплаты сверхнормативных потерь и аккумулировать дополнительные средства на дальнейшее снижение потерь;

· разгрузить электрические сети от дополнительных потоков мощности и тем самым обеспечить возможность подключения дополнительной мощности к электрическим сетям;

· снизить расход топлива и вредные выбросы на электрических станциях за счет снижения выработки электроэнергии для компенсации потерь;

· снизить объемы строительства генерирующих мощностей для надежного электроснабжения потребителей при намечающемся дефиците активной мощности;

· уменьшить тарифы на услуги по передаче электроэнергии по электрическим сетям и тарифы на электроэнергию для конечных потребителей.

Лекция 4. Мероприятия по снижению потерь электрической энергии в распределительных сетях

Для объективного технически и экономически обоснованного выбора мероприятий по снижению потерь электрической энергии, а также для определения объемов финансирования сроков реализации должны разрабатываться и утверждаться схемы развития электрических сетей на расчетный период.

При разработке схем развития рассматриваются следующие вопросы и принимаются по ним решения.

· Оптимизация схемных режимов

Проводится анализ существующих схем в части построения городских электрических сетей: двухлучевая; петлевая; смешанная с выполнением электрических расчетов и с оценкой двух режимов электрических сетей - для условий годового максимума и минимума нагрузок с учетом определившихся за период эксплуатации точек токораздела в нормальном и в послеаварийном режимах. Рассчитываются потери электроэнергии в элементах сети, в линиях электропередачи, в трансформаторах. Определяется баланс активной и реактивной мощностей в узлах распределения потоков. Дается оценка эффективности работы сети по потерям электроэнергии, ее качеству у потребителя, загрузке сети реактивной мощностью и ее дефициту, надежности электроснабжения.

С учетом данных о росте нагрузок, существующих потребителей на расчетный период, данных о новых заявленных потребителях, планов городской застройки и перспективного развития формируется, дорабатывается схема развития на расчетный период, а так же ее принципы построения, уточняются точки токоразделов. Вновь выполняются электрические расчеты с оценкой двух режимов электрической сети - для условий годового максимума и минимума нагрузки с составлением нового баланса активной и реактивной мощностей в нормальном и послеаварийном режимах. По результатам электрических расчетов и данных полученных техническим аудитом, характеризующих физическое состояние электротехнического оборудования сетей, определяются объемы работ по его замене, по реконструкции и развитию электрических распределительных сетей, необходимых для приведения их к состоянию, при котором обеспечиваются оптимальные электрические потери, а также адаптация сетей к растущим электрическим нагрузкам.

· Перевод электрической сети (участков сети) на более высокий класс напряжения

С появлением в жилищном секторе современных многоэтажных зданий, удельное потребление на квартиру в которых превышает 20кВт, необходимо рассматривать вопрос электроснабжения этих зданий по схеме глубокого ввода, сводя тем самым к минимуму появление новых кабельных линий напряжением 0,38 кВ.

При выполнении электрических расчетов с учетом роста нагрузок необходимо рассматривать возможность перевода участков сети на более высокий класс напряжения. Особенно это касается зон комплексной массовой застройки. Перевод сети на более высокий класс напряжения должен рассматриваться одновременно с режимами работы нейтрали (глухозаземленная или эффективно заземленная через резистор), с такими режимами работы нейтрали имеют меньшие потери электроэнергии за счет отсутствия дополнительного оборудования, необходимого для компенсации больших емкостных токов.

· Компенсация реактивной мощности

При разработке схем развития сетей на стадии определения баланса активной и реактивной мощностей в узлах распределения потоков на расчетный период определяется дефицит реактивной мощности. На основании расчетных данных в схеме решаются вопросы необходимого количества устройств компенсации реактивной мощности, а также места их размещения. Приоритетным является размещение компенсирующих устройств непосредственно у потребителя, так как это коренным образом влияет на потери электроэнергии в сети и на ее качество у потребителя. Батарея статистических конденсаторов в данном варианте установки является одновременно и элементом регулирования напряжения.

...