2.3. Экономика энергосбережения

Работа по энергетическому обследованию заканчивается оформлением энергетического паспорта обследуемого объекта с разработкой программы энергосбережения и повышения энергоэффективности предприятия в виде перечня типовых мероприятий [2.10, 2.17-2.20].Проводится технико-экономический анализ эффективности предлагаемых мероприятий, определяются сроки окупаемости, разрабатывается очередность их внедрения. Предпочтение отдается тем предложениям, которые имеют незначительные затраты и экономически оправданные сроки окупаемости. Обычно это не более пяти лет.

Как правило, низкозатратные организационно-технические мероприятия, позволяющие навести элементарный порядок в энергопользовании, дают возможность получить в самый короткий срок экономию до 10–15 % энергии.

Затем следуют мероприятия с небольшими капиталовложениями и малыми сроками окупаемости. Реализация проектов с большими финансовыми затратами и сроками окупаемости более 5–8 лет переносится на более поздний период и учитывается при планировании капитальных ремонтных работ.

Сроки окупаемости реализации предлагаемых решений по энергосбережению могут определяться различными способами.

При определении простого срока окупаемости затраты на реализацию предложения делятся на экономический эффект от энергосбережения.

При более сложном способе расчета эффективности проекта (дисконтированием) определение сроков окупаемости проводится по срокам погашения кредита на его реализацию. Кредит берется под проценты, при этом учитываются также затраты на страхование проекта. Срок окупаемости – срок погашения кредита с учетом всех затрат и проведенный из средств экономического эффекта.

При сроках окупаемости 1–2,5 года различие в рассчитанных значениях срока окупаемости по двум методам незначительно.

При более высоких значениях срока окупаемости значительное влияние на него оказывает величина процента банковского кредита. То есть выполнение технико-экономического анализа энергосберегающих мероприятий возможно в случае наличия определенных знаний по экономике соответствующей отрасли. При выполнении энергообследований можно воспользоваться следующей схемой технико-экономического анализа.

Методика оценки эффективности работ по энергосбережению через удельный расход энергии на единицу продукции (энергоемкость продукции).

1. Эффективность отдельного энергосберегающего мероприятия (т у.т., кВт·ч, ГДж) определяется следующим образом:

Э_м= (δ₁– δ₂) П₂,

где Э_м– эффект в материальной (энергетической) форме; δ₁, δ₂ –удельный расход энергии (ТЭР) в т у.т. или кВт·ч на единицу продукции до и после осуществления мероприятия, изменение которого вызвано данным мероприятием; П₂– объем годового выпуска продукции после осуществления мероприятия, выраженный в ед. продукции.

2. Экономическая эффективность, руб./год

Э_эк= Э_м Ц = (δ₁– δ₂) П₂Ц,

где Ц –цена (тариф) энергоресурса, руб./т у.т., руб./ГДж, руб./кВт·ч и др.

3. Срок простой (без учета дисконтирования) окупаемости затрат на реализацию мероприятий по энергосбережению Т_ок(год) определяется следующим образом:

Т_ок=,

где З_м– затраты денежных средств, израсходованных (планируемых) для реализации мероприятия, руб.

4. Относительная эффективность в денежной форме/ руб./руб.:

Э_уд=.

В советское время

Э_уд=Е_о = 0,125, т. е. Т_ок= 8 лет.

В настоящее время чаще всего показатель Э_удустанавливается на корпоративном уровне, т.е. руководством соответствующей организации.

Пример.Сейчас можно принять, что энергосберегающие мероприятия обеспечивают соответствующую эффективность, если относительный эффект Э_удсоставляет на рубль вложений:

• до 1 руб. –высокую эффективность;

• от 1 до 5 –среднюю;

• более 5 –низкую эффективность.

С учетом полученных результатов можно сформулировать выводы о показателях энергетической и экономической эффективности разработанной новой технологии, оборудования, систем и т.д.

Укрупненные показатели потерь энергии

В большинстве случаев можно пользоваться укрупненными показателями потерь энергии. Некоторые из них:

1. Стенки печи с температурой 100 °С – потери 1,1 кВт/м²или 950 ккал/(ч·м²).

2. Излучение факела из топки – 70…80 кВт/м²или 65000 ккал/(ч·м²).

3. Неизолированная теплотрасса – около 400 Вт/м длины трубопровода или 350 ккал/ч·м), по нашим данным.

4. По американским данным, для трубы 200 мм при температуре воды в трубе 100 градусов Цельсия потери тепловые, при отсутствии тепловой изоляции, составляют 500 ккал/(ч·м), для условий внутри помещений, для внешних (атмосферных) условий следует умножить на 3,5, см. рис. 2.1, п. 3, источник Руководство по энергосбережению концернаDuPont(США) [2.6].

5. Неизолированный паропровод – 1000 ккал/( ч·м).

6. Неизолированные глисажные трубы в нагревательной печи – 15…20 % расхода топлива.

7. Отсутствие непрерывной разливки стали – до 20 кг у.т./ стали.

Рис. 2.1. Потери тепла в горизонтальном неизолированном стальном трубопроводе (температура окружающего воздуха 26,7 °С, нормальные условия): 1. Умножить на 2,5 для фланцев. 2. Умножить на 10 для клапанов. 3. Умножить на 3,5 для внешних условий.

Примеры

1. Оценим, во что обходится жителю города 1 м неизолированной теплотрассы диаметром 100-150 мм при продолжительности отопительного периода 230 дней в году.

По укрупненным показателям потери энергии, см. п. 3, составят:

ΔП = 350 · 230 · 24 = 1932000, что = 2 Гкал за сезон.

То есть при стоимости 1 Гкал тепловой энергии около 1000 руб. теряется не менее чем 2000 руб. При учете американского коэффициента 3,5, см. рис. 2.1, п. 3 потери не менее 6 тыс. руб. При этом затраты на изоляцию трубы до 200 мм не более 1000 руб.

Для отопления квартиры площадью 50 м² необходимо за сезон 12 Гкал (при нормативе отопления жилых домов с централизованными системами теплоснабжения за 1 кв. м общей площади жилого помещения в месяц в расчете на 8-месячный отопительный период 0,03 Гкал/м²).

Следовательно, каждые 12/2 = 6 м неизолированной теплотрассы, минимально – это потери отопления среднестатистической квартиры.

Неужели этих данных недостаточно, чтобы решение проблемы тепловой изоляции трубопроводов и оборудования было первоочередной задачей в системах коммунального теплоснабжения.

2. Экономия энергии при использовании различных видов изоляции, рис. 2.2 [2.21].

Рис. 2.2. Экономия энергии при использовании теплоизоляции

из стекло- или минерального волокна

Теплоизоляция из стекловолокна: теплопроводность 0,037–0,048 Вт/(м·°С) при сорбционной влажности до 3,1 %; плотность 11-70 кг/м³; диапазон температуры от -70 до +300 °С; невысокая гидрофобность; хороший звукоизолятор; негорючая; удобна и безопасна в работе и эксплуатации.

Теплоизоляция из минерального волокна: теплопроводность 0,035–0,042 Вт/(м·°С) при сорбционной влажности до 3,1 %; плотность 30–230 кг/м³; диапазон температуры от -100 до +600 °С; гидрофобность невысокая; хороший звукоизолятор; негорючая; удобна и безопасна в работе и эксплуатации. Маты, плиты, короба и фасонные детали из стекло- или минерального волокна применяются для утепления трубопроводов различного назначения (экономия энергии от 70 до 90 %), а также промышленных установок, резервуаров, воздухопроводов (экономия энергии от 30 до 60 %).

Пенополистирольные плиты: теплопроводность 0,038–0,041 Вт/(м·°С) при плотности 30–60 кг/м³; диапазон температур от -35 до +95 °С при толщине мата 6 мм и плотности 35 кг/м³; прочность на разрыв вдоль мата–0,6 МПа, поперек–0,16 МПа; намокание менее 1 % объема. Широко применяются для энергосберегающей теплоизоляции промышленных холодильных камер. При использовании плит типа «Пеноплэкс» толщиной 80 мм в 3 слоя затраты электроэнергии на поддержание минусовой температуры снижаются на 75-80 %. Являются идеальным материалом для паро- и звукоизоляции полов и крыш, широко применяются для теплоизоляции труб.

Жесткий пенополиуретан: теплопроводность 0,017–0,035 Вт/(м·°С) при плотности 30–1000 кг/м³; диапазон температур от -200 до +165 °С; средняя величина поглощения воды 3,5 % объема; гарантируется 30 лет эксплуатации при 140–150 °С. Физиологически безвреден, используется для теплоизоляции холодильного оборудования и предизолированных трубопроводов, где достигается рекордное уменьшение теплопотерь–до 3 %.

Рекомендации IFC

Международная финансовая корпорация (IFC), одна из исследовательских групп Всемирного банка, провела подробные исследования по организации энергосберегающих работ на промышленных объектах России.

Опираясь на данные исследования, зарубежный опыт и опыт успешных российских предприятий, IFC предлагает выделить несколько основных факторов успеха в реализации программ энергосбережения, табл. 2.3.

Таблица 2.3