Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях. Учебное пособие.pdf
Глава I. ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТИКА И НОРМАТИВНАЯ
БАЗА В ОБЛАСТИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ
Нормативно-правовая и нормативно-техническая база
энергосбережения
Иерархия нормативно-правовой базы. Энергосбережение − это
начальный этап структурной перестройки всех отраслей хозяйства
страны. Нужно создать такие условия, которые определили бы
интерес к энергосбережению всех участников процесса: органов
власти, энер-гопроизводителей, энергопотребителей, финансовых
структур и т.д.
Иерархия нормативно-правовой базы:
- Конституция РФ;
- Гражданский кодекс РФ;
- федеральные законы;
- указы Президента РФ;
- постановления и решения Правительства Российской Феде-
рации;
- региональные законы и постановления (решения) админист-
рации регионов;
- постановления и решения муниципальных образований;
- приказы и распоряжения руководителей предприятий и орга-
низаций всех форм собственности.
Содержание и анализ основных нормативно-правовых доку-
ментов по энергосбережению. Конституция РФ, принятая 12 декабря
1993 г., разделила полномочия между федеральными и иными
органами власти. Согласно ст. 73 и 76, вне пределов ведения РФ ее
субъекты обладают всей полнотой государственной власти, что отдает
вопросы регулирования в области энергетики на уровне АО-энерго и
ниже в ведение субъектов Федерации.
Кодекс РФ об административных правонарушениях (ст. 9.16)
устанавливает ответственность руководителей предприятий,
учреждений и организаций за расточительное использование тепловой
и электрической энергии. В § 6 Гражданского Кодекса РФ
рассматриваются правила заключения, изменения и расторжения
договора энергоснабжения (в том числе с населением); методы учета
качества поданной потребителю энергии; необходимость
поддержания стандартов качества электроэнергии, обязанности
покупателей по содержанию и эксплуатации сетей и оборудования,
11
ответственность по договору.
Активизация политики Правительства РФ в сфере повышения
энергоэффективности началась в 1997 г. [3; 4]. Но и тогда эта
деятельность правительства на федеральном уровне носила
фрагментарный характер. Ситуация изменилась в конце 2009 г. после
принятия Федерального закона № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о
повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в
отдельные законодательные акты Российской Федерации» [5] (далее –
Закон № 261). На сегодняшний день можно насчитать свыше 70
нормативно-правовых актов, которые регулируют отношения в области
энергосбережения и повышения энергетической эффективности и
оформляют механизмы реализации требований Закона № 261.
Одним из первых шагов по реализации государственной поли-
тики в области энергосбережения явилась государственная программа
РФ «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности
на период до 2020 года». Ее цель – снижение энергоемкости ВВП
страны на 13,5 %, что в совокупности с другими факторами позволит
обеспечить и решение задачи по снижению энергоемкости ВВП на
40 % в 2007-2020 гг. В приложении 1 этого документа перечислены
федеральные законы, постановления и распоряжения Правительства
РФ, указы Президента РФ (см. приложение к данной работе).
Закон № 261 по мере реализации его основных положений ста-
новится одним из ключевых документов, определяющих сегодняшнюю ситуацию, в первую очередь – в жилищно-коммунальном хозяйстве и, в меньшей степени, – в топливно-энергетическом
комплексе в целом. Закон содержит последовательность мероприятий,
которые после их окончательной реализации должны качественно
повысить энергоэффективность российской экономики, а также он
определяет сроки и ответственность по выполнению этих
мероприятий.
На предыдущих этапах была в той или иной степени решена
задача составления региональных программ по энергосбережению.
Сегодня для реализации этих программ начинают поступать реальные
инвестиции, направляемые в первую очередь в ЖКХ и на
капитальный ремонт жилого фонда. В 2013 г. вступила в действие
норма о принудительной установке индивидуальных и коллективных
приборов учета энергоресурсов.
Второй этап реализации Закона № 261 – повсеместное
проведение обязательного энергетического обследования и
12
составление энергетического паспорта. Ясно, что необходимой частью
такого обследования должен быть анализ потребления и потерь
энергоресурсов, проведенный на основе показаний приборов учета.
Далее, по результатам этих обследований, естественным является
переход к собственно энергосберегающим мероприятиям, которые
могут проводиться специалистами в рамках энергосервисных
договоров (контрактов).
Перечислим механизмы, запущенные действующими норма-
тивными актами на федеральном уровне за последние 3-4 года:
- федеральная поддержка реализации региональных программ
по энергосбережению и повышению энергетической эффективности;
- федеральные гарантии реализации программ энергетической
эффективности на крупных предприятиях, а также в жилищнокоммунальном секторе;
- требование развития программ по энергосбережению и
внедрению методики RAB, которая позволит сохранять денежные
сбережения организациям, оказывающим коммунальные услуги;
- обеспечение стимулов для реализации типовых проектов по
энергоэффективности с помощью инвестиционных налоговых кредитов и снижения процентных ставок;
- учет энергии и воды;
- СНиПы для зданий, которые содержат нормы энергетической
эффективности, и энергоэффективная модернизация существующих
зданий;
- маркировка и классы энергетической эффективности;
- стандарты энергетического менеджмента;
- энергетические обследования и энергопаспорта;
- государственные закупки энергоэффективного оборудования;
- энергосервисные контракты;
- целевые задания по снижению потребления энергии в пуб-
личном секторе на 3 % ежегодно;
- федеральная информационная система по энергосбережению,
энергетические балансы, аналитические инструменты и улучшение
энергетической статистики;
- информационная поддержка и популяризация;
- обучение и тренинг специалистов в области энергетической
эффективности;
- научные исследования в области энергетической эффек-
тивности.
13
Проблемы российской нормативной базы по энергоэффективности
Развитые страны на формирование нормативной базы в сфере
повышения энергоэффективности потратили 2-3 десятилетия [6]. Россия попробовала «сжать время» и сделать ту же работу за 2 года. На
таком пути неизбежны издержки в отношении как полноты нормативной базы, так и качества. Часть из них порождена недостаточной
квалификацией разработчиков нормативных актов, часть – поспешностью их принятия и отсутствием обсуждения в профессиональной
среде. Центром по эффективному использованию энергии (ЦЭНЭФ)
были выявлены пробелы и проблемы в качестве российской нормативной базы по энергоэффективности. Задача решалась не только за
счет анализа самих нормативных документов, но и благодаря оценке
результатов первой практики их применения.
Перечислим основные выводы, полученные в результате ана-
лиза действующей российской нормативной базы в области
энергосбе-режения и повышения энергоэффективности по секторам
экономики.
1. Промышленность является одним из секторов, где меры по-
литики энергетической эффективности очень ограниченны. Они касаются исключительно энергетических аудитов. Нет опыта заключения
долгосрочных (на 5-12 лет) целевых соглашений по повышению энергоэффективности между правительством и энергоемкими промышленными холдингами. Механизмы по установлению рыночных обязательств в энергоэффективности пока что не приняты. Нет опыта по
установлению добровольных или обязательных целей сокращения выбросов парниковых газов. Отсутствуют стандарты энергоэффективности электродвигателей, пакет мер по продвижению энергетической
эффективности на малых и средних предприятиях, сертификация
энергоменеджеров.
2. В жилищном секторе полностью отсутствуют меры поли-
тики по продвижению пассивных домов и домов с нулевым потреблением энергии и по снижению потребления электроэнергии приборами с автоматическим включением режима малой мощности, после
того как прибор не используется некоторое время. В российской статистике нет данных о среднем приведенном объеме, или средней мощности, или среднем классе энергоэффективности проданных бытовых
приборов, что крайне осложняет мониторинг результативности мер по
повышению энергоэффективности бытового оборудования. Не установлены меры политики для развития высокоэффективных источни-
14
ков света на альтернативных источниках энергии.
3. В транспортном секторе принятые в нашей стране меры
политики энергетической эффективности очень слабы. Отсутствуют
обязательные стандарты как топливной эффективности, так и
выбросов CO
, меры политики по энергоэффективному вождению,
2
использованию эффективных шин, а также по биотопливу, гибридным
машинам и электромобилям.
4. Энергоснабжающие компании не имеют заданий по повы-
шению энергоэффективности у потребителей, не запущены схемы,
подобные «белым» сертификатам. Не используется опыт развитых
стран по применению подобных гибких инструментов.
Энергосбережение и экология
Объемы и структура производственных выбросов ТЭК [1].
Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) включает в себя предприятия угольной, газовой, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, предприятия энергетики.
Стадии производства ТЭК:
- добыча природных ТЭР;
- транспортировка ТЭР;
- переработка, обогащение, облагораживание, концентрация ТЭР;
- производство преобразованных видов энергии и их транс-
портировка;
- конечное использование энергии.
Первые четыре стадии наносят наибольший ущерб окру-
жающей среде. На долю ТЭК приходится около 50 % промышленных
выбросов вредных веществ в атмосферу, свыше 30 % твердых отходов
и около 30 % сброса загрязненных сточных вод.
Структура промышленных выбросов ТЭК:
1) выбросы вредных веществ с дымовыми газами тепловых
электрических станций (ТЭС);
2) тепловые и химические загрязнения водных объектов;
3) изменение климата и изъятие земель под строительство
станций, подстанций, линий электропередач, водохранилищ;
4) загрязнение почв;
5) шумовое загрязнение.
Воздействие на окружающую среду в процессе добычи, транс-
портировки и переработки энергоресурсов. В процесс добычи угля
вовлекаются все основные виды природных ресурсов: земельные,
15
лесные, водные, а также недра и приземный слой атмосферы.
Нарушение земель включает в себя следующие факторы:
1) отсыпка породных отвалов;
2) образование провалов и прогибов земной поверхности;
отвалы площадью более 200 га приводят к подъему уровня грунтовых
вод и появлению контурного кольца из озер и болот;
3) загрязнение сточными водами шахт и разрезов поверхност-
ных водоемов и подземных водоносных горизонтов;
4) загрязнение приземного слоя атмосферы (происходит в ре-
зультате выделения пыли и газообразных веществ при буровзрывных
работах, экскавации, погрузке и транспортировке горной массы,
отвалообразовании, самовозгорании угля и породных отвалов).
На нефтяных и газовых месторождениях сильное воздействие
на природную среду происходит на территории самих месторождений, вдоль магистральных трубопроводов и вблизи населенных
пунктов. Из-за извлечения из недр газа и подземных вод, нефти,
поддерживающих пластовое давление, происходят необратимые
деформации земной поверхности, значительное её опускание.
Основное загрязнение атмосферы в районах нефтедобычи
происходит за счет выделения легких углеводородов (от метана до
пентана), оксидов серы, азота, углерода и твердых частиц.
В угольной промышленности интенсивное пылеобразование
происходит при проведении погрузочных и разгрузочных работ,
транспортировании, пересыпке угля с конвейера на конвейер,
сдувании угля с открытых складов, перевозке в открытых вагонах.
При транспортировке нефти по магистральным трубопроводам также
загрязняются атмосфера, почва и водоемы.
Предприятия, перерабатывающие первичные ТЭР (углеобога-
тительные и брикетные фабрики, нефте- и газоперерабатывающие
заводы) ежегодно выбрасывают в атмосферу:
- брикетные фабрики − до 35 млрд м
содержащего более 30 тыс. т угольной пыли;
- углеобогатительные фабрики − до 100 млрд м
3
загрязненного воздуха,
3
загрязненного
воздуха, содержащего 35 тыс. т пыли и 3,5 тыс. т диоксида серы.
Основными источниками этих загрязнений являются сушиль-
ные установки.
Факторы загрязнения на нефтеперерабатывающих
производствах:
1) расположение технологического оборудования на открытых
площадках;
16
2) неполная герметизация оборудования;
3) неудовлетворительная работа очистных сооружений.
Наиболее сильное воздействие на окружающую среду оказы-
вают процессы производства преобразованных видов энергии при
сжигании энергоносителей.
Факторы загрязнения на тепловой электрической станции (ТЭС):
1) выброс дымовых газов;
2) тепловое и химическое загрязнение водных объектов;
3) загрязнение почв вредными выбросами;
4) шумовое загрязнение;
5) изъятие земель под строительство станций, подстанций и ЛЭП;
6) загрязнение стоков, связанное с промышленной водоподго-
товкой, консервацией и промывкой оборудования, гидротранспортом
твердых отходов.
Энергопроизводство выдает товарный продукт в виде электри-
ческой и тепловой энергии, трансформированной из потенциальной
энергии топлива. При этом материальные ресурсы полностью превращаются в отходы (продукты сгорания), выбрасываемые в окружающую среду. Отходы превышают массу используемого топлива (при
сжигании природного газа – в 5 раз, при сжигании антрацитов – в
4 раза) за счет включения в процесс азота и кислорода воздуха.
Вместе с продуктами сгорания выбрасываются зола и примеси
исходного топлива. Около 30 % потенциальной энергии топлива на
ТЭС преобразуется в товарный продукт, остальное поступает в
окружающую среду в виде теплой воды и газа. Существующие
водоочистные сооружения и пылегазоулавливающие установки
способны улавливать из нескольких десятков вредных веществ
единицы, остальное поступает в окружающую среду. Таким образом,
экологические мероприятия в производстве ТЭР, направленные на
достижение нормативов, требуют сегодня значимых капитальных и
эксплуатационных затрат.
Тепловые отходы, пути их утилизации. Тепловые загрязнения
(табл. 1) являются экологически вредным фактором. В России 88 %
эмиссии парниковых газов связано с деятельностью энергетического
сектора.
17
Таблица 1
Мощность потока теплового загрязнения,
млн. МВт
Динамика теплового загрязнения в мире от энергетических производств
Показатель 1972 г. 1986 г. 2000 г.
6 9,6 32
Отвод тепла в окружающую среду, млн Гкал 45200 72300 241000
Температура − это важнейший из абиотических факторов,
влияющих на процессы, протекающие в мире микроорганизмов, на
выживание животных и организмов. Для каждого вида существует
свой интервал температур, благоприятный для обитания. Изменение
температуры может вызвать изменение конкурентных позиций
различных видов. В исследованиях показано, что при температуре
31 °С количество видов сокращается вдвое больше, чем при 26 °С. А
при повышении температуры до 34 °С исчезает еще 24 % видов.
Проблема теплового загрязнения имеет два измерения:
глобальное (планетарное) и локальное.
В 2000 г. масштаб глобального теплового загрязнения
составил 0,019 % от поступающей на Землю солнечной радиации. В
промышленно развитых странах установлены пределы теплового
загрязнения. В Европе и США принято, что вода в реках не должна
подогреваться больше, чем на 3°С по сравнению с естественной
температурой водоема, а в озерах – более, чем на 1,3 °С. Также в
США нагревание воды в прибрежных водах морей и океанов не
должно превышать 0,8 °С летом и 2 °С – в остальное время.
В России согласно «Правилам охраны поверхностных вод от
загрязнения сточными водами», действующим с 1975 г., температура
воды в водоемах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового
назна-чения не должна повышаться более чем на 3 °С по сравнению
со сред-немесячной температурой самого жаркого месяца за
последние 10 лет.
Статистика тепловых выбросов:
1) отходы использования тепла − 18 % (в атмосферу);
2) отопление и горячее водоснабжение – 22 %;
3) теплоконденсация на ТЭС − 42 % (в водоем).
Способы утилизации тепловых отходов:
1) орошение сельскохозяйственных земель;
2) использование в тепличном хозяйстве;
18
3) подогрев свежей воды, поступающей на электростанцию
для предупреждения осаждения солей на стенках трубопроводов;
4) перегонка мазута и других тяжелых продуктов;
5) получение дополнительной энергии с помощью термо-
элементов.
Экологический мониторинг. Политика экологической безопасности
Сегодня суммарное потребление органического топлива в
мире составляет 36 млрд т условного топлива.
В структуре топливно-энергетических ресурсов России осно-
вой внутреннего спроса является природный газ [7]. При этом его
доля в расходной части баланса первичных энергоресурсов, согласно
«Энергетической стратегии России на период до 2020 года», будет
снижаться с 50 % в настоящее время до 45-46 % в 2020 г. На жидкое
топливо (нефть и нефтепродукты) будет приходиться в течение
рассмат-риваемой перспективы 20-22 %, а на твёрдое топливо – 19-20
% (рис. 4).
Рис. 4. Динамика структуры и объёмов внутреннего потребления
первичных топливно-энергетических ресурсов в России
19
Важным фактором ограничения влияния ТЭК на окружающую
Расстояние
от трубы
Сернистый
газ
Сероводород
Окислы
азота
Окись
углерода
Зола
1 км
6,02
0,002
1,95
7,2
1,2
3 км
1,47
0,008
1,30
16,0
3,4
5 км
1,22
0,008
0,05
13,3
1,2
7 км
1,12
0,03
1,3
13,0
2,4
15 км
0,22
0,002
0,03
4,0
0,27
Предельно
концентрация
0,5
0,008
0,085
3,0
0,5
среду является принятие Киотского протокола. В рамках реализации
этого протокола ОАО РАО «ЕЭС России» планирует осуществить в
ближайшие годы более 30 проектов по ограничению вредных выбросов в атмосферу. Эти меры позволят уменьшить эмиссию парниковых
газов на электростанциях РАО по меньшей мере на 20 млн т. Экологи
выражают надежду, что, в отличие от сложившейся практики,
инвестиции теперь будут направлены не на развитие «грязных»
добывающих отраслей, а на внедрение современных энергосберегающих технологий в промышленности и энергетике, в том числе на
разработку альтернативных источников энергии.
В России в числе крупных топливосжигающих стационарных
предприятий действуют более 300 ТЭЦ и ГРЭС мощностью более
10 МВт, более 500 предприятий металлургической отрасли,
цементных и нефтеперерабатывающих заводов. Кроме того, работают
несколько сотен тысяч муниципальных и ведомственных котельных.
В табл. 2 приведены данные по выбросам с дымовыми газами
вредных веществ ТЭС мощностью 2400 МВт при высоте трубы 180 м.
Таблица 2
Суточные концентрации выбросов в атмосферу ТЭС, мг/м
3
допустимая
существенно зависит от расстояния между точкой замера и
электростанцией. Концентрации выбросов ниже предельно
Как видно из приведенных данных, концентрация выбросов
20