!

Т

ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

. Г. ПОСПЕЛОВА

ТЭК и управление им

Правовые и экономические аспекты энергосбережения

Энергетический менеджмент

Прикладные проблемы энергоэффективности

Экология и энергосбережение

Поспелова Т. Г., Основы энергосбережения. - Мн.: УП «Технопринт», 2000. - 353 с - ISBN985-6582-94-6

Изложены современная концепция, основные понятия и принципы эффективного энергоиспользования, рассматриваются механизмы и способы энергосбережения в условиях рыночной экономики, анализируется мировой опыт, состояние и перспективы энергосбережения в Республике Беларусь.

Рецензенты: директор ГП БелТЭИ, к. т. н. Ф. И. Молочко, инженер В. И. Новыш

Научный редактор: директор ГП БелВИЭЦ, к. т. н. В. В. Кузьмич

Издано при участии уп “Белэнергосбережение

, Б iБ ЯIЯ Г Э К А ПДУ

I

ISBN 985-6582-94-6

© Поспелова Т. Г., 2000.

© УП «Технопринт», 2000.

О ПРОБЛЕМАХ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ И ПРЕДЛАГАЕМОЙ КНИГЕ

В современном мире условием сохранения и развития цивилиза­ции на Земле стало обеспечение человечества достаточным количеством топлива и энергии при все возрастающих материальных и духовных потребностях людей, сложности экологических проблем. Ограничен­ность запасов традиционных топливно-энергетических ресурсов заста­вила обратиться к энергосбережению как одному из основных элемен­тов современной концепции развития мировой энергетики.

Энергосбережение означает переход к энергоэффективным техно­логиям во всех отраслях экономики, включая топливно-энергетический комплекс и, прежде всего, энергоемкие отрасли, а также коммунально­бытовой сектор. Энергосбережение означает рациональное энергоис­пользование во всех звеньях преобразования энергии — от добычи пер­вичных энергоресурсов до потребления всех видов энергии конечными пользователями, т. е. эффективные технологии производства, передачи, распределения и потребления энергии, максимальное использование возобновляемых источников энергии. Проблемы энергосбережения ак­туальны и решаются во всех странах, но при общем содержании конк­ретные способы и пути решения диктуются национальными, природ­но-геологическими и социально-экономическими особенностями и условиями каждой страны.

В Республике Беларусь в одной из первых из бывших республик Советского Союза была осознана необходимость энергосбережения и возведена в ранг государственной политики. Для решения проблем энер­госбережения разработана концепция, приняты Закон об энергосбере­жении, система государственных программ и создана республиканская система управления энергосбережением, верхним звеном которой является Государственный комитет по энергосбережению и энергети­ческому надзору. За истекшее пятилетие сформировалась и успешно развивается комплексная система энергосбережения: широкая прави­тельственная поддержка, привлечены лучшие силы инженерно-техни­ческого потенциала страны, учтены зарубежный опыт и местные усло­вия, найдены действенные социально-экономические, психологические рычаги и стимулы рационального расходования энергоресурсов как на предприятиях, так и на бытовом уровне. В республике разработаны и внедряются новые технические энергосберегающие решения, органи­зована передача передовых технологий из-за рубежа, проводится актив­ная информационно-рекламная работа. С самого начала поставлена и решается задача создания комплексной непрерывной системы образо­вания в области энергосбережения - от закрепления на подсознатель­ном уровне в дошкольном возрасте навыков бережного, рачительного отношения к энергии до подготовки высококвалифицированных менед­жеров по энергосбережению и инженеров, способных находить энерго­сберегающие решения в своей профессиональной деятельности. Учеб­ный центр ГП «Белэнергосбережение» координирует и проводит систематическую работу по подготовке и переподготовке кадров с уче­том новейших отечественных и зарубежных технологий энергосбере­жения. Издается республиканский журнал «Энергоэффективность», начато издание серии книг по энергосбережению. В их числе - широ­кий спектр от научно-популярных познавательных до серьезных учеб­ных пособий и монографий.

Настоящая книга доктора технических наук, профессора Т. Г. Поспеловой рекомендуется в качестве учебника по курсу «Ос­новы энергосбережения». Она представляет собой первое подобное издание как в нашей республике, так и в странах ближнего зарубежья. Это достаточно серьезное и глубокое изложение научно-технических основ, современных состояния и тенденций в области энергосбереже­ния, учитывающее мировой опыт, реальные достижения и задачи в на­шей республике. Достоинством книги следует считать системность, ясность и простоту изложения. Нельзя не отметить оригинальность подхода к подаче материала и наличие интересных результатов собствен­ных исследований автора. Так, впервые уделено значительное внима­ние энергетическому менеджменту как одному из важных механизмов энергосбережения, правовым и экономическим аспектам. Энергосбере­жение - чрезвычайно широкая область прикладных знаний. Книга дает представления и сведения по его основным разделам, вполне отражает мировые тенденции, состояние и перспективы энергосбережения в Рес­публике Беларусь. На наш взгляд, книга будет интересна и полезна ши­рокому кругу читателей: инженерам всех профилей, менеджерам, пре­подавателям, аспирантам, студентам. Порядок и стиль ее изложения таков, что позволяет не обязательно читать все подряд, а лишь то, что интересно и нужно данному читателю. Хочется надеяться, что книга будет способ­ствовать росту знаний и культуры в области энергосбережения, что необ­ходимо для устойчивого экономического развития нашей республики.

А. А. САВАНОВИЧ,

заместитель председателя Государственного комитета по энергосбережению и энергетическому надзору.

Посвящается моим родителям и учителям: светлой памяти моей матери - доктора технических наук, профессора ФЕДОРОВОЙ ИРИНЫ АНАТОЛЬЕВНЫ и моему отцу - доктору технических наук, профессору, заслуженному деятелю науки и техники РБ ПОСПЕЛОВУ ГРИГОРИЮ ЕФИМОВИЧУ,- преданность которых энергетической науке и самоотдача в педагогической деятельности могут служить примером для молодежи

ОТ АВТОРА

Настоящая книга является учебником по дисциплине «Основы энер­госбережения», введенной в учебные планы, по которым обучаются сту- Jденты технических и экономических специальностей Республики Бе- ! ларусь. Введение этой дисциплины связано с актуальностью проблем рационального пользования энергоресурсами для стабильного и посту­пательного развития национальной экономики и реализацией Государ­ственной программы «Энергосбережение».

В книге излагаются в едином плане основные сведения в области теоретических основ и практических механизмов энергосбережения, не­обходимые инженерам, экономистам и менеджерам для осуществления их профессиональной деятельности.

Кроме основного назначения настоящая книга может служить учеб­ным пособием для студентов специальности Т 22.01 «Энергетический

менеджмент и энергоэффективные технологии». Автор надеется, что ее труд будет полезен также для инженеров и аспирантов.

Достаточное энергопроизводство - условие существования, движи­тель человеческой цивилизации, основа ее экономического и социаль­ного прогресса. Наша жизнь немыслима без света и тепла в квартирах, без современных средств связи, компьютеров, бытовых устройств. Без энергоресурсов остановится любое производство, не сможет прийти в движение ни один вид транспорта.

Экономический рост и увеличение численности населения - два ос­новных фактора, которые определяют рост энергопотребления на Земле. Согласно прогнозам, прирост мирового валового продукта ожидается в среднем около 3% в год, прирост объема энергопотребления - 2% в год. Численность населения также возрастет существенно, но интенсивность ее роста составит меньше половины от интенсивности экономического роста. Это позволяет ожидать существенного улучшения благосостояния отдельных людей. Но как уровень потребления энергии на человека, так и его качественный состав по видам энергии зависит от экономического развития стран и персональных доходов отдельных людей.

Энергопроизводство и энергопотребление - два неразрывно свя­занных полюса современной экономики, определяемые ее структурой, национальными историей и особенностями, ее социальной направлен­ностью в различных странах. В то же время, они определяют возмож­ности и пропорции ее дальнейшего развития и, в конечном счете, место данного государства в современном мире, уровень жизни и благососто­яние его граждан.

Развитие энергопроизводства для удовлетворения потребностей на­родонаселения планеты в энергии связано с проблемами экологии. Объекты энергетики дают до трети всех выбросов в окружающую сре­ду окислов азота и серы. Сжигание топлива переводит природный кис­лород в углекислый газ, угрожая Земле парниковым эффектом, а атом­ные станции в случае аварий - радиоактивным заражением.

В обозримой перспективе не ожидается кардинальных изменений в способах получения и преобразования энергии. Рост энергопотребле­ния в основном будет удовлетворяться за счет традиционных энергоис­точников: электростанций, котельных установок, двигателей внутрен­него сгорания, реактивных двигателей и т. п. По-прежнему будет сжигаться органическое топливо: нефть, газ, уголь, древесина, - исполь­зоваться ядерное топливо. Поэтому экология предъявляет жесткие тре­бования к темпам развития традиционной энергетики.

В этих условиях единственный путь развития человечества - гар­моничное сочетание его экологических и материальных потребностей, стремления сохранить окружающую среду для будущих поколений и желания получить сегодня все блага промышленной цивилизации. Ос­нова такой гармонии - рациональное энергообеспечение общественно­го развития на основе сопоставления принятых обществом показателей качества жизни и экономико-экологических издержек, неизбежных при достижении этих показателей.

Таким образом, рациональное энергоиспользование, энергосбере­жение - забота всего человечества, процесс, требующий сотрудниче­ства, согласованных действий всех стран и народов.

Принимая во внимание международное значение энергосбереже­ния, следует подчеркнуть его значение для стабильного социально-эко­номического развития, для обеспечения энергонезависимости и энер­гобезопасности отдельных стран.

Республика Беларусь относится к числу государств, которые недо­статочно обеспечены собственными топливно-энергетическими ресурса­ми, вынуждена импортировать 85% потребляемых энергоресурсов. Так что потенциал энергосбережения, оцениваемый в 30-40%, является важ­нейшим резервом, существенным источником энергии в топливно-энер­гетическом балансе экономики страны. Кроме того, внедрение энергоэф­фективных технологий, энергосберегающего оборудования позволит резко поднять качество выпускаемой продукции, снизит энергетическую со­ставляющую в ее себестоимости, будет способствовать конкурентоспо­собности белорусской продукции на мировом рынке. По сути, энергосбе­режение - одно из кардинальных условий становления Беларуси как независимого индустриально и аграрно развитого государства.

В Беларуси принят Закон «Об энергосбережении», разработана и внедряется система республиканских, отраслевых и региональных про­грамм энергосбережения. Проводится целенаправленная государствен­ная политика по повышению эффективности использования топливно- энергетических ресурсов, решению организационных, технических, экономических, нормативно-правовых проблем по приоритетным направ­лениям энергосбережения. Координация всей этой деятельности, ее идей­ное, организационное, методическое обеспечение, контроль осуществля­ются Государственным комитетом по энергосбережению и энергетичес­кому надзору (Госкомэнергосбережение) во главе с его председателем Л. А. ДУБОВИКОМ, который инициировал и организовал комплекс­ный межотраслевой подход к энергосбережению в республике.

Проблема энергосбережения - межотраслевая, так как требует ре­шения целого комплекса межотраслевых задач. Реструктуризация эко­номики в целом, ее отдельных отраслей, выявление и реализация энер­госберегающего потенциала в каждой отрасли, на каждом предприятии, переориентация психологии потребителей на эффективное пользование энергоресурсами, проектирование технологических процессов и про­изводственных систем с учетом энергосберегающих требований и норм, внедрение энергосберегающих технологий и оборудования, оптимиза­ция режимов их эксплуатации, создание автоматизированных систем учета, контроля и регулирования энергопотоков невозможны без квали­фицированного научно-инженерного обеспечения.

По инициативе Госкомэнергосбережения для успешной реализации энергосбережения как приоритетного направления государственной эко­номической политики в республике создается система многоуровнево­го образования по проблемам рационального энергоиспользования. Дис­циплина «Основы энергосбережения» введена в учебные планы подготовки менеджеров и инженеров всех специальностей. Открыта подготовка специалистов - инженеров-менеджеров по специальности «Энергоэффективные технологии и энергетический менеджмент». По­ставлена задача качественно нового уровня образования инженерного корпуса в области энергосбережения с учетом сегодняшних задач госу­дарства, отечественного и зарубежного опыта, современных тенденций мирового развития.

Настоящая книга - одна из первых в числе необходимых для реше­ния этой задачи.

Цель книги - связать основы энергосбережения как общетехничес­кую дисциплину с их практическим применением в работе инженера и менеджера, дать конкретный аппарат для принятия и внедрения энерго- эффективных решений. Важно сформировать у будущих специалистов глубокое многогранное понимание энергосбережения как процесса, как сложной межотраслевой системы, его места в становлении и развитии государства.

Задача инженера любой специальности, менеджера - обеспечить ре­ализацию государственной политики энергосбережения, для этого в про­цессе обучения необходимо овладеть особым мышлением для выявле­ния энергосберегающего потенциала в соответствующей отрасли экономики, овладеть способностью творческого поиска энергоэффектив­ных решений, методами и механизмами их внедрения, создания психоло­гической настроенности на энергосбережение в руководимом им коллек­тиве. Другими словами, современные специалисты должны планировать, организовывать, мотивировать и контролировать внедрение энергосбе­регающих технологий и мероприятий, т.е. владеть элементами энергети­ческого менеджмента.

Данный курс разрабатывался автором на протяжении ряда лет и является результатом обобщения передового отечественного и зарубеж­ного опыта, а также оригинального материала самой автора и ее аспи­рантов. Автор благодарен аппарату Госкомэнергосбережения за предо­ставленные материалы и консультации, прежде всего заместителю председателя Комитета А. А. САВАНОВИЧУ, своим коллегам из Бело­русской государственной политехнической академии, профессору Высшей технической школы Франции «EcoledesMinesdeParis» Mr. J. ADNOTи профессору университета «PARIS-7» M. J. ARDITIза плодотворные обсуждения и обмен мнениями. Автор благодарит заме­стителя председателя Госкомэнергосбережения В. Г. ФЕДОСЕЕВА и директора НИГП БелТЭИ к. т. н. Ф. И. МОЛОЧКО за внимательное чтение книги и замечания, способствовавшие ее улучшению, директо­ра ГП БелВИЭЦ к. т. н. В. В. КУЗЬМИЧА за научное редактирование книги и полезные советы, а также директора РОЦ БГПА профессора Е. П. САПЕЛКИНА за консультации по вопросам общего менеджмента.

Теоретические основы энергосбережения рассматриваются в кни­ге только в той мере, в какой они нужны для понимания экономических инструментов и технических решений. Автор стремилась к простому и наглядному изложению материала, ориентируясь на объем знаний сту­дентов 2-го года обучения в соответствии с действующими учебными планами и программами в вузах Республики Беларусь. В этом отноше­нии помог опыт преподавания автором курса «Основы энергосбереже­ния» студентам специальности Т 22.01 БГПА, учтены особенности вос­приятия и усвоения ими материала, а также многолетний опыт консуль­тирования студентов энергетических специальностей по дипломным проектам. Каждая глава книги начинается краткой постановкой целей перед читателем и заканчивается резюме, контрольными вопросами и заданиями, которые могут использоваться для самопроверки и более глубокого, осознанного владения приобретенными знаниями.

Начало XXI века - рубеж, определяющий стратегические измене­ния в мировой энергетической ситуации: происходит передел сфер вли­яния в мировой экономике, появляются новые рынки (интенсивно раз­вивающиеся индустриальные государства, в том числе страны СНГ, энергетические пулы, киберрынки) и новые их участники (компании, специализирующиеся на торговле энергией, компании по энергетичес­кому сервису и т. п.), формируется принципиально новая рыночная среда (либерализация промышленности, жесткая конкуренция энергопроиз­водителей, разнообразие видов энергоносителей, возможности выбора энергопроизводителя энергопотребителями, жесткие экологические условия), распространяются определяющие технический прогресс ин­новационные технологии (модульные маломасштабные технологии, ком­муникативный интерфейс потребителя, силовая электроника, газовые микротурбины и т. д.).

Для активного участия государства в этом мировом процессе, орга­нического сосуществования в нем, успешного бизнеса необходимо вла­деть современным экономическим мышлением, современной системой взглядов на энергетическую ситуацию в мире и изучить ключевые фак­торы успеха. Именно с этих позиций активного участия будущих бело­русских инженеров и менеджеров в деловом мире исходила автор при подготовке и написании настоящей книги. В то же время, мы старались бережно относиться к отечественному опыту в области энергетики и энергосбережения и основывались на известных многочисленных тру­дах советских и белорусских ученых и инженеров в этой области.

Осознавая чрезвычайное многообразие и сложность затронутых проблем, постоянное их развитие, автор будет весьма благодарна за все конструктивные замечания и пожелания для улучшения данной книги.

Г

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ МЕНЕДЖМЕНТ КАК ЧАСТЬ ОБЩЕГО МЕНЕДЖМЕНТА: планирование, организация, мотивация, контроль оптимального использования энергии

ИСТОРИЯ ЭНЕРГОИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

ГЛОБАЛЬНАЯ ЗАДАЧА УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИКОЙ: энергосбережение во всех элементах жизнедеятельности человеческого общества

ЛАВА 1.

ЧТО ТАКОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ МЕНЕДЖМЕНТ?

ИСТОРИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

ЦЕЛИ

Ознакомившись с данной главой, Вы должны быть в состоянии:

1. Дать определение энергетического менеджмента, объяснить его цели и функции специалиста по энергоменеджменту.

2. Проследить, какие источники, способы преобразования и виды энер­гии использовало человечество на отдельных этапах историческо­го развития.

3. Понять и объяснить связь между развитием человеческой цивилиза­

ции и потреблением энергии.

4. Определить содержание задачи управления энергетикой с позиций дальнейшего развития человеческого общества и показать значе­ние энергосбережения в ее решении.