ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ / Energosberezhenie_2005

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Брянский государственный технический университет

Г.Я. Михальченко, А.С. Стребков, В.А. Хвостов

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ:

ПРАВОВАЯ БАЗА, ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА

Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия

Брянск Издательство БГТУ

2005

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Пособие содержит материалы по различным аспектам энергосбережения. Информация о современном уровне энергосбережения разрознена в законодательных актах, целевых программах, журнальных статьях и слабо систематизирована. Мировой и отечественный опыт внедрения во все сферы жизнедеятельности человека понятия энергосбережения показывает, что без государственного регулирования производства и потребления энергии и энергоносителей решение такого рода задачи невозможно. В связи с этим основной целью пособия является взаимосвязанное изложение правовых основ, технологии и технических средств энергосбережения.

Кроме того, в сложившейся структуре подготовки кадров для энергетики существует разделение на специалистов в области теплоэнергетики и электроэнергетики. Энергосбережение является междисциплинарным курсом направленной подготовки специалистов для различных отраслей промышленности и жилищнокоммунального хозяйства, где специалист-энергетик должен знать основы теплотехники, электроэнергетики и владеть современными методами автоматизации производственных процессов. В связи с этим в учебном пособии приводятся основы энергосбережения на базе современной техники и технологий в этих направлениях.

Вусловиях реструктуризации экономики Российской Федерации авторы посчитали необходимым в первых двух главах пособия затронуть правовые аспекты государственной и региональной политики энергосбережения.

Втретьей главе приводятся основные схемы систем управления частотно-регулируемого автоматизированного электропривода как средства энергосбережения практически во всех технологических процессах на всем жизненном пути энергоресурсов.

Вчетвертой главе излагаются основы построения систем автоматизации технологических процессов, направленных на более строгое и эффективное поддержание параметров этого процесса.

Впятой главе рассмотрены вопросы энергосбережения при производстве тепла в котельных.

Вшестой главе приведены основные направления экономии энергии при ее передаче и распределении в электрических, водопроводных и тепловых сетях.

4

Вседьмой главе рассматривается структура и классификация вторичных энергетических ресурсов, неизбежно возникающих в промышленном производстве, и вопросы их эффективного использования.

Восьмая глава посвящена системам учета различных видов энергии (тепловой, электрической и т.д.), а также правилам такого учета, обязательным к использованию на всех предприятиях промышленности и жилищно-коммунального хозяйства.

Всилу того, что учебное пособие издается на основе опыта использования энергосберегающих технологий, накопленного авторами на протяжении нескольких последних лет, оно не свободно от ряда недостатков и возможно содержит некоторые спорные моменты. Авторы будут признательны всем читателям, приславшим свои критические замечания в их адрес.

Учебное пособие предназначено студентам, обучающимся по направлениям «Теплоэнергетика», «Электроэнергетика», «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», и специалистам в области энергосбережения.

Авторы выражают глубокую благодарность научному редактору профессору, доктору технических наук Л.А. Потапову, кафедре «Энергетика и автоматизация производственных процессов» Брянской государственной инженерно-технологической академии,

атакже директору департамента реформирования жилищнокоммунального хозяйства, энергетики и связи Брянской области М.О. Благодаренко за сделанные при просмотре рукописи замечания.

5

ВВЕДЕНИЕ

Топить нефтью – все равно что сжигать ассигнации. Д.И. Менделеев

Проблема энергосбережения существовала всегда. Но первые меры, регулирующего воздействия государства на уровень энергопотребления в промышленно развитых странах появились только после возникновения в 1973 году кризисной ситуации в нефтеснабжении. Внезапный взлет цен на нефть в 1974 году после введения арабскими странами эмбарго на ее продажу послужил толчком к мощной инфляции. Цена за 1 баррель (139 литров) нефти с 2$ к 1981 г. выросла до 37$. Началась новая эпоха, эпоха «Энергетической конфронтации», когда на потребителей энергии оказывают мощное давление ее поставщики. Реальность дефицита мировых энергетических ресурсов заставила страны-потребители ужесточить отношение к их расходованию. В частности, с 1974 года были приняты меры запрещающего характера, направленные на снижение расхода моторного топлива, введение ограничений на скорость движения автомобильного транспорта, продажу бензина для личных автомобилей в выходные дни, световую рекламу, объем ночного освещения и др.

Все эти действия вряд ли можно назвать популярными и соответствующими правам человека, поэтому взамен подобных непопулярных мер началась и продолжается до сих пор разработка и реализация на государственном уровне комплекса административ- но-законодательных мер, направленных на повышение эффективности использования топлива и энергии в различных сферах экономики и, следовательно, на обеспечение своей энергетической безопасности.

Первый закон об энергосбережении был принят в Федеративной Республике Германии 28 июля 1976 г. Он регулировал следующие направления деятельности:

-теплоизоляцию зданий,

-энергосбережение отопительных установок,

-распределение оплаты на отопление.

Структурная перестройка производств с уклоном к непрерывному снижению энергоемкости и энергосбережения позволила странам – членам Организации экономического сотрудничества за

6

1970 – 1990 гг. снизить энергоемкость промышленной продукции в среднем на 35,3 %.

Интеграционные процессы экономики Российской Федерации в мировую экономическую систему сопровождаются выравниванием цен на все виды топливно-энергетических ресурсов и, несмотря на ее ведущее положение в мире по запасам энергоносителей, адекватны упомянутому энергетическому кризису, разразившемуся за рубежом в середине семидесятых годов. Для преодоления этого кризиса в промышленно развитых странах были реализованы международные программы энергосбережения, результатом которых является многократное снижение энергозатрат на единицу продукции и все виды услуг населению. В этой связи основные технические и экономические аспекты использования энергосберегающих технологий известны и достаточно подробно рассматривались как зарубежными, так и отечественными исследователями. Следует подчеркнуть, что основной вклад в решение энергетической проблемы внесло не наращивание производства первичных энергоресурсов, а сбережение энергии.

Доступность современных технических средств энергосбережения, в том числе и зарубежного производства, позволяет успешно реализовать основные направления энергосбережения. Однако такого рода доступность технических средств зачастую порождает иллюзию о возможности получения ожидаемого экономического эффекта без исследования внутренних региональных организаци- онно-технических и экономических проблем, имеющих глубокие корни и требующих их тщательного изучения как на этапе формулировки задачи, так и в процессе ее реализации.

ВРоссийской Федерации эксплуатируются системы производства, добычи, транспортировки, распределения и потребления энергоресурсов, разработанные и созданные в середине прошлого века в условиях низких цен на энергоносители. Оптимальные в то время по энергоемкости технологические процессы оказались сегодня энергозатратными, что и определяет политику энергоресурсосбережения.

Втоже время успех любых реформ во многом зависит от объединения усилий всех ветвей власти, бизнеса, науки и общественности. Такое единомыслие возможно, когда все участники процесса понимают цели, механизмы их реализации и конечный результат.

7

ГЛАВА 1

ГОСУДАРСТВЕННАЯ И РЕГИОНАЛЬНАЯ ПОЛИТИКА В ОБЛАСТИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

Межотраслевая система добычи и производства топлива и энергии (электроэнергии и тепла), их транспортировки, распределения и использования называется топливно-энергетическим ком-

плексом (ТЭК). От развития ТЭК зависят динамика, масштабы и тех- нико-экономические показатели производства, в первую очередь промышленности. Российская Федерация – единственная страна среди крупных промышленно развитых стран мира, которая не только полностью обеспечена топливно-энергетическими ресурсами, но и экспортирует топливо и электроэнергию.

Доля Российской Федерации в мировом балансе топливноэнергетических ресурсов по разведанным запасам нефти составляет около 10 %, природного газа более 40 %, угля свыше 50 %. Российская Федерация находится на первом месте в мире по добыче природного газа, на втором – по производству электроэнергии (после США), на третьем – по добыче нефти (после США и Саудовской Аравии) и угля (после Китая и США).

ТЭК – важнейшее звено в цепи преобразований, вызванных переходом Российской Федерации к рыночной экономике. Свободные цены на энергоносители, приближающиеся к ценам мирового рынка, существенно влияют как на материальное производство, так и на непроизводственную сферу.

Ключевой проблемой развития ТЭК является энергосбереже-

ние. Проблема энергосбережения становится для российской экономики все более актуальной, поскольку в Российской Федерации показатели энергоемкости промышленного производства и социальных услуг оказывается во много раз выше общемировых. В основе государственной политики в области энергосбережения лежит анализ состояния и перспективы развития ТЭК Российской Федерации, формирование государственной политики, направленной на рациональное использование энергоресурсов в промышленности, сельском хозяйстве и социальной сфере, а также построение системы учета, контроля и управления энергоресурсами.

9

Топливная промышленность, поставляющая минеральное топливо, являющееся важнейшим промышленным сырьем, – основной источник энергии в современном хозяйстве.

Переработка минерального топлива – база формирования промышленных комплексов, в том числе нефте-, газо- и углехимических и т. п. Районообразующая роль топливных ресурсов оказывается тем сильнее, чем крупнее их масштабы и выше технико-экономические показатели использования. Массовое и дешевое топливо притягивает к себе топливоемкие производства, определяя в известной мере направление специализации того или иного района.

По топливным ресурсам Российская Федерация занимает первое место в мире. Их структура в региональном разрезе характеризуется большей частью явным преобладанием угля, однако он не везде является условием развития топливной базы промышленности. В Западной Сибири, Поволжье, на Северном Кавказе и Урале первостепенное значение с этой точки зрения имеют нефть и природный газ.

Наряду с быстрым развитием топливной промышленности, произошло рассредоточение добычи топлива по всей стране. Районы добычи и потребления топлива как бы сблизились между собой. Наиболее интенсивно освоены ресурсы европейской части, но потребление топлива здесь намного превосходит его добычу. В восточных районах имеющиеся ресурсы еще мало вовлечены в оборот, добыча топлива значительно опережает его потребление, и всевозрастающий поток топлива направляется отсюда в европейскую часть и на экспорт.

Восточные районы дают около 75 % всего угля, более 65 % нефти и свыше 90 % природного газа. На их территории продолжают формироваться мощные топливно-энергетические базы, возникшие на основе добычи нефти и газа Западной Сибири, дешевого угля открытой добычи Канско-Ачинского и Южно-Якутского бассейнов.

Топливный баланс из угольного к началу XXI века превратился в нефтегазовый, а сейчас фактически стал газонефтяным, поскольку на газ приходится около половины всей добычи топлива.

Нефтяная промышленность Российской Федерации располагает колоссальным природноресурсным потенциалом. Запасы одной только Западной Сибири составляют 13,8 млрд т, что сопоставимо с запасами Ирака (13,2 млрд т), Кувейта (13,1 млрд т), ОАЭ (12,6 млрд т) и Ирана (12,1 млрд т). До недавнего времени нефтяная промышленность Российской Федерации развивалась весьма динамично.