- •Краткое содержание
- •Предисловие
- •1. Статус настоящего документа
- •2. Мандат на подготовку настоящего документа
- •3. Значимые нормативно-правовые положения Директивы КПКЗ и определение НДТ
- •4. Цель настоящего документа
- •5. Источники информации
- •6. Как использовать настоящий документ
- •Область применения
- •1. Введение и определения
- •1.1. Введение
- •1.1.1. Энергия в промышленном секторе ЕС
- •1.1.2. Воздействия энергопотребления на окружающую среду и экономику
- •1.1.3. Вклад энергоэффективности в сокращение эффектов глобального потепления и повышение устойчивости
- •1.1.4. Энергоэффективность и Директива КПКЗ
- •1.1.5. Место энергоэффективности в системе комплексного предотвращения и контроля загрязнения
- •1.1.6. Экономические аспекты и вопросы воздействия на различные компоненты окружающей среды
- •1.2. Понятие энергии и законы термодинамики
- •1.2.1. Энергия, теплота, мощность и работа
- •1.2.2. Законы термодинамики
- •1.2.2.1. Первый закон термодинамики: сохранение энергии
- •1.2.2.2. Второй закон термодинамики: рост энтропии
- •1.2.2.3. Баланс эксергии: сочетание первого и второго законов
- •1.2.2.4. Диаграммы свойств
- •1.2.2.5. Дальнейшая информация
- •1.2.2.6. Необратимость и ее источники
- •1.3. Определения показателей энергоэффективности и повышения энергоэффективности
- •1.3.1. Вопросы энергоэффективности и ее оценки в Директиве IPPC
- •1.3.2. Эффективное и неэффективное использование энергии
- •1.3.3 Показатели энергоэффективности
- •1.3.4. Практическое применение показателей
- •1.3.5. Значимость систем и границ систем
- •1.3.6. Другие используемые термины
- •1.3.6.1. Первичная энергия, вторичная энергия и конечная энергия
- •1.3.6.2. Теплота сгорания топлива и КПД
- •1.3.6.3. Меры по повышению энергоэффективности на стороне производителя и стороне потребителя
- •1.4. Показатели энергоэффективности в промышленности
- •1.4.1. Введение: определение показателей и других параметров
- •1.4.2. Энергоэффективность производственных единиц
- •1.4.2.1. Пример 1. Простой случай
- •1.4.2.2. Пример 2. Типичный случай
- •1.4.3. Энергоэффективность предприятия
- •1.5. Вопросы, которые должны быть рассмотрены при определении показателей энергоэффективности
- •1.5.1. Определение границ системы
- •1.5.1.1.Выводы относительно систем и границ систем
- •1.5.2. Другие существенные вопросы, заслуживающие рассмотрения на уровне установки
- •1.5.2.1. Документирование используемых подходов к отчетности
- •1.5.2.2. Внутреннее производство и потребление энергии
- •1.5.2.3. Утилизация энергии отходов и газа, сжигаемого в факелах
- •1.5.2.4. Эффект масштаба (снижение УЭП с ростом объемов производства)
- •1.5.2.5. Изменения в производственных методах и характеристиках продукции
- •1.5.2.6. Интеграция энергосистем
- •1.5.2.7. Неэффективное использование энергии из соображений устойчивого развития и/или повышения энергоэффективности предприятия в целом
- •1.5.2.8. Отопление и охлаждение помещений
- •1.5.2.9. Региональные факторы
- •1.5.2.10. Явная теплота
- •1.5.2.11. Дальнейшие примеры
- •2. Технологии, которые следует рассматривать для обеспечения энергоэффективности на уровне установки
- •2.1. Системы менеджмента энергоэффективности (СМЭЭ)
- •2.2. Планирование и определение целей и задач
- •2.2.1. Постоянное улучшение экологической результативности и вопросы воздействия на различные компоненты окружающей среды
- •2.2.2. Системный подход к менеджменту энергоэффективности
- •2.3. Энергоэффективное проектирование (ЭЭП)
- •2.3.1. Выбор технологии производственного процесса
- •2.4. Повышение степени интеграции процессов
- •2.5. Обеспечение дальнейшего развития инициатив в области энергоэффективности и поддержание мотивации
- •2.6. Поддержание и повышение квалификации персонала
- •2.7. Информационный обмен
- •2.7.1. Диаграммы Сэнки
- •2.8. Эффективный контроль технологических процессов
- •2.8.1. Автоматизированные системы управления технологическими процессами
- •2.8.2. Менеджмент (контроль, обеспечение) качества
- •2.9. Техническое обслуживание
- •2.10. Мониторинг и измерения
- •2.10.1. Косвенные методы мониторинга
- •2.10.2. Оценки и расчеты
- •2.10.3. Учет потребления энергоресурсов и усовершенствованные системы учета
- •2.10.4. Снижение потери давления при измерении расходов в трубопроводах
- •2.11. Энергоаудиты и энергетическая диагностика
- •2.12. Пинч-анализ
- •2.13. Энтальпийный и эксергетический анализ
- •2.14. Термоэкономика
- •2.15. Энергетические модели
- •2.15.1. Энергетические модели, базы данных и балансы
- •2.15.2. Оптимизация использования энергоресурсов и управление ими на основе моделей
- •2.16. Сравнительный анализ
- •2.17. Прочие инструменты
- •3. Технологии, которые следует рассматривать для обеспечения энергоэффективности на уровне энергопотребляющих систем, процессов и видов деятельности
- •3.1. Сжигание
- •3.1.1. Снижение температуры дымовых газов
- •3.1.1.1. Установка подогревателя воздуха или воды
- •3.1.2. Рекуперативные и регенеративные горелки
- •3.1.3. Сокращение массового расхода дымовых газов за счет снижения избытка воздуха горения
- •3.1.4. Автоматизированное управление горелками
- •3.1.5. Выбор топлива
- •3.1.6. Кислородное сжигание
- •3.1.7. Сокращение потерь тепла при помощи теплоизоляции
- •3.1.8. Сокращение потерь тепла через отверстия печей
- •3.2. Паровые системы
- •3.2.1. Общие свойства пара
- •3.2.2. Обзор методов повышения энергоэффективности паровых систем
- •3.2.3. Дросселирование и использование турбодетандеров
- •3.2.4. Методы эксплуатации и управления технологическим процессом
- •3.2.5. Предварительный подогрев питательной воды (в т.ч. с помощью экономайзера)
- •3.2.6. Предотвращение образования и удаление накипи с поверхностей теплообмена
- •3.2.7. Оптимизация продувки котла
- •3.2.8. Оптимизация расхода пара в деаэраторе
- •3.2.9. Оптимизация работы котла короткими циклами
- •3.2.10. Оптимизация парораспределительных систем
- •3.2.11. Теплоизоляция паропроводов и конденсатопроводов
- •3.2.11.1. Использование съемных панелей для теплоизоляции клапанов и фитингов
- •3.2.12. Реализация программы контроля состояния конденсатоотводчиков и их ремонта
- •3.2.13. Сбор и возврат конденсата в котел
- •3.2.14. Использование самоиспарения
- •3.2.15. Утилизация энергии продувочной воды котла
- •3.3. Утилизация тепла и охлаждение
- •3.3.1. Теплообменники
- •3.3.1.1. Мониторинг состояния и техническое обслуживание теплообменников
- •3.3.2. Тепловые насосы (в т.ч. механическая рекомпрессия пара)
- •3.3.3. Системы охлаждения и холодильные установки
- •3.4. Когенерация
- •3.4.1. Различные методы когенерации
- •3.4.2. Тригенерация
- •3.4.3. Централизованное холодоснабжение
- •3.5. Электроснабжение
- •3.5.1. Компенсация реактивной мощности
- •3.5.2. Гармоники
- •3.5.3. Оптимизация систем электроснабжения
- •3.5.4. Энергоэффективная эксплуатация трансформаторов
- •3.6. Подсистемы с электроприводом
- •3.6.1. Энергоэффективные двигатели
- •3.6.2. Выбор оптимальной номинальной мощности двигателя
- •3.6.3. Приводы с переменной скоростью
- •3.6.4. Потери при передаче механической энергии
- •3.6.5. Ремонт двигателей
- •3.6.6. Перемотка
- •3.6.7. Экологические преимущества, воздействие на различные компоненты окружающей среды, применимость и другие соображения относительно методов повышения энергоэффективности систем с электроприводом
- •3.7. Системы сжатого воздуха
- •3.7.1. Оптимизация общего устройства системы
- •3.7.2. Использование приводов с переменной скоростью
- •3.7.3. Высокоэффективные электродвигатели
- •3.7.4. Централизованная система управления системой сжатого воздуха
- •3.7.5. Утилизация тепла
- •3.7.6. Сокращение утечек в системах сжатого воздуха
- •3.7.7. Техническое обслуживание фильтров
- •3.7.8. Использование холодного наружного воздуха для питания компрессоров
- •3.7.9. Оптимизация давления системы
- •3.7.10. Создание запаса сжатого воздуха вблизи потребителей с существенно варьирующим уровнем потребления
- •3.8. Насосные системы
- •3.8.1. Инвентаризация и оценка насосных систем
- •3.8.2. Выбор насоса
- •3.8.3. Оптимизация трубопроводной системы
- •3.8.4. Техническое обслуживание
- •3.8.5. Управление насосными системами и их регулирование
- •3.8.6. Привод и передача
- •3.8.7. Экологические преимущества, воздействие на различные компоненты окружающей среды, применимость и другие соображения относительно методов повышения энергоэффективности насосных систем
- •3.9. Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ)
- •3.9.1. Отопление и охлаждение помещений
- •3.9.2. Вентиляция
- •3.9.2.1. Оптимизация проектных решений при внедрении новой или модернизации существующей системы вентиляции
- •3.9.2.2. Повышение эффективности существующей вентиляционной системы
- •3.9.3. Естественное охлаждение
- •3.10. Освещение
- •3.11. Процессы сушки, сепарации и концентрирования
- •3.11.1. Выбор оптимальной технологии или сочетания технологий
- •3.11.2. Механические процессы
- •3.11.3. Методы термической сушки
- •3.11.3.1. Расчет энергозатрат и КПД
- •3.11.3.2. Конвективная сушка
- •3.11.3.3. Контактная сушка
- •3.11.3.4. Перегретый пар
- •3.11.3.5. Утилизация тепла в процессах сушки
- •3.11.3.6. Выпаривание в сочетании с механической рекомпрессией пара или тепловым насосом
- •3.11.3.7. Оптимизация теплоизоляции сушильных систем
- •3.11.4. Радиационная сушка
- •3.11.5. Системы автоматизированного управления процессами термической сушки
- •4. Наилучшие доступные технологии
- •4.1. Введение
- •4.2. Наилучшие доступные технологии обеспечения энергоэффективности на уровне установки
- •4.2.1. Менеджмент энергоэффективности
- •4.2.2. Планирование и определение целей и задач
- •4.2.2.1. Постоянное улучшение экологической результативности
- •4.2.2.2. Выявление аспектов энергоэффективности установки и возможностей для энергосбережение
- •4.2.2.3. Системный подход к менеджменту энергоэффективности
- •4.2.2.4. Установление и пересмотр целей и показателей в области энергоэффективности
- •4.2.2.5. Сравнительный анализ
- •4.2.3. Энергоэффективное проектирование (ЭЭП)
- •4.2.4. Повышение степени интеграции технологических процессов
- •4.2.5. Поддержание поступательного развития инициатив в области энергоэффективности
- •4.2.6. Поддержание уровня квалификации персонала
- •4.2.7. Эффективный контроль технологических процессов
- •4.2.8. Техническое обслуживание
- •4.2.9. Мониоринг и измерения
- •4.3. Наилучшие доступные технологии обеспечения энергоэффективности энергопотребляющих систем, технологических процессов, видов деятельности и оборудования
- •4.3.1. Сжигание
- •4.3.2. Паровые системы
- •4.3.3. Утилизация тепла
- •4.3.4. Когенерация
- •4.3.5. Электроснабжение
- •4.3.6. Подсистемы с электроприводом
- •4.3.7. Системы сжатого воздуха
- •4.3.8. Насосные системы
- •4.3.9. Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ)
- •4.3.10. Освещение
- •4.3.11. Процессы сушки, сепарации и концентрирования
- •5. Новые технологии обеспечения энергоэффективности
- •5.1. Беспламенное сжигание (беспламенное окисление)
- •5.2. Сжатый воздух как средство хранения энергии
- •6. Заключительные замечания
- •6.1. Временные рамки и основные этапы подготовки настоящего документа
- •6.2. Источники информации
- •6.3. Степень консенсуса
- •6.4. Пробелы и дублирование информации. Рекомендации по дальнейшему сбору информации и исследованиям
- •6.4.1. Пробелы и дублирование информации
- •6.4.3. Конкретная производственная информация
- •6.4.3. Направления дальнейших исследований и практической деятельности
- •6.5. Пересмотр настоящего документа
- •Источники
- •Глоссарий
- •7. Приложения
- •7.1. Энергия и законы термодинамики
- •7.1.1. Общие принципы
- •7.1.1.1. Описание систем и процессов
- •7.1.1.2. Формы энергии и способы ее передачи
- •7.1.2. Первый и второй законы термодинамики
- •7.1.2.1. Первый закон термодинамики: баланс энергии
- •7.1.2.2. Второй закон термодинамики: энтропия
- •7.1.2.2.2. Баланс энтропии для закрытой системы
- •7.1.2.3. Баланс энтропии для открытой системы
- •7.1.2.4. Анализ эксергии
- •7.1.3. Диаграммы свойств, таблицы свойств, базы данных и программы
- •7.1.3.1. Диаграммы свойств
- •7.1.3.2. Таблицы свойств, базы данных и программное моделирование
- •7.1.3.3. Источники неэффективности
- •7.1.4. Использованные обозначения
- •7.1.4.1. Библиография
- •7.2. Примеры термодинамической необратимости
- •7.2.1. Пример 1. Дросселирование
- •7.2.2. Пример 2. Теплообменники
- •7.2.3. Пример 3. Процессы перемешивания
- •7.3. Примеры анализа энергоэффективности производства
- •7.3.1. Производство этилена методом парового крекинга
- •7.3.2. Производство мономера винилацетата (МВА)
- •7.3.3. Горячая прокатка стали
- •7.4. Примеры внедрения систем менеджмента энергоэффективности
- •7.5. Примеры энергоэффективных технологических процессов
- •7.6. Пример подхода к поступательному развитию инициатив в сфере энергоэффективности: «совершенство в производственной деятельности»
- •7.7. Мониторинг и измерения
- •7.7.1. Количественные измерения
- •7.7.2. Оптимизация использования энергоресурсов
- •7.7.3. Энергетические модели, базы данных и балансы
- •7.8. Другие инструменты аудита и поддержки мероприятий по повышению энергоэффективности на уровне предприятия
- •7.8.1. Инструменты аудита и менеджмента энергоэффективности
- •7.9. Сравнительный анализ
- •7.9.1. Нефтеперерабатывающие заводы
- •7.9.2. Австрийское энергетическое агентство
- •7.9.3. Схема для норвежских МСП
- •7.9.4. Соглашения о сравнительном анализе в Нидерландах
- •7.9.5. Сравнительный анализ в стекольной промышленности
- •7.9.6. Распределение энергозатрат и выбросов CO2 между различными видами продукции в сложном последовательном процессе
- •7.10. Примеры к главе 3
- •7.10.1. Паровые системы
- •7.10.2. Утилизация отходящего тепла
- •7.11. Мероприятия на стороне потребителя
- •7.12. Энергосервисные компании
- •7.13. Сайт Европейской комиссии, посвященный вопросам энергоэффективности и Национальные планы действий государств-членов
- •7.14. Европейская схема торговли квотами (ETS)
- •7.15. Оптимизация транспортных систем
- •7.15.1. Энергоаудит транспортных систем
- •7.15.2. Менеджмент энергоэффективности автомобильного транспорта
- •7.15.3. Улучшение упаковки с целью оптимизации использования транспорта
- •7.16. Европейский топливный баланс
- •7.17. Коррекция коэффициента мощности при электроснабжении
7.13. Сайт Европейской комиссии, посвященный вопросам энергоэффективности и Национальные планы действий государств-членов
Европейская комиссия поддерживает специализированный сайт по вопросам энергоэффективности, доступный по адресу:
http://ec.europa.eu/energy/demand/legislation/end_use_en.htm
Поскольку ситуация в данной области отличается динамизмом, любой перечень нормативных актов, стратегий, мероприятий, инструментов и инициатив быстро устаревает. Поэтому регулярно обновляемый сайт является полезным источником информации. На сайте доступны следующие разделы и категории информации:
Законодательство:
•Эффективность конечного использования энергии и энергетические услуги;
•Энергоэффективность зданий;
•Экологическое проектирование энергопотребляющей продукции;
•Энергетическая маркировка бытовой техники;
•Программа маркировки Energy Star;
•Когенерация (включая доклады государств-членов);
•Обсуждаемые проекты законодательных актов.
Национальные планы действий по повышению энергоэффективности
В сводной таблице, доступной на сайте, приведены ссылки на Национальные планы действий государств-членов и/или документы, связанные с их подготовкой. Материалы доступны на национальных языках государств и/или на английском языке (в некоторых случаях на английском языке доступно только резюме плана). По состоянию на март 2008 г. на сайте отсутствовали только документы Швеции.
Некоторые примеры действий, предусмотренных национальными планами, включают:
•льготное налогообложение инвестиций в энергосбережение;
•грантовое финансирование затрат предприятий на мероприятия по повышению энергоэффективности;
•поддержка демонстрационных проектов по внедрению передовых энергетических технологий;
•технико-экономические обоснования различных мероприятий;
•проведение энергетической диагностики;
•сертификаты, подтверждающие производство энергии в рамках схем когенерации (т.н. «голубые сертификаты»);
•принятие требований, согласно которым для получения любого экологического разрешения необходимо наличие оценки энергоэффективности или плана действий по повышению энергоэффективности;
•соглашения о сравнительном анализе, подразумевающие официальное обязательство предприятий о достижении определенного уровня результативности, подтверждаемого внешней стороной (например, энергоэффективность производства, соответствующая уровню лучших 10% мировых предприятий);
•соглашения об энергоаудите, в соответствии с которыми предприятия обязуются провести всесторонний энергоаудит и осуществить все предложенные меры, реализация которых целесообразна с экономической точки зрения;
421
•сертификаты, подтверждающие достигнутое энергосбережение («белые сертификаты»), см. в частности информацию об упоминаемом ниже проекте EuroWhiteCert;
•соглашения об энергосбережении.
Инициативы и проекты
На сайте, в частности, описан проект EuroWhiteCert и даны ссылки на актуальную информацию о нем.
Мероприятия
Информация об актуальных мероприятиях, например, в форме пресс-релизов.
Ссылки
Помимо ссылок на различные источники, описанные в настоящем приложении, сайт содержит, в частности, ссылки на материалы проекта EMEEES (проекта ЕС по оценке и мониторингу выполнения Директивы ЕС об эффективности конечного использования энергии и энергетических услугах).
Ссылка ‘What’s new’ («Что нового») обеспечивает доступ к недавно опубликованным документам (докладам, ответам на частые вопросы и т.д.), а также информации о мероприятиях (консультациях, совещаниях и т.д.).
Кнопка ‘Site Map’ («Карта сайта») позволяет получить доступ к:
•стратегическим документам;
•текстам нормативно-правовых документов;
•информации о добровольных инициативах, включая следующие программы: o European Motor Challenge;
o GreenLight;
o Green Building;
•информации по продвижению деятельности в области энергоэффективности и энергосбережения, включая:
o базы данных по проектам;
oпубликации и буклеты проектов;
•информации о различных программах поддержки, включая:
oрамочные программы исследований и технологического развития (RTD);
oпрограмму ’Intelligent Energy Europe’ и ранее осуществлявшиеся программы поддержки;
•материалам по межгосударственному сотрудничеству в сфере энергоэффективности.
Дальнейшая информация может быть запрошена по адресу электронной почты: EnergyServices@ec.europa.eu
7.14. Европейская схема торговли квотами (ETS)
Опираясь на новаторские механизмы, введенные Киотским протоколом к Рамочной конвенции ООН об изменении климата – Совместное осуществление, Механизм чистого развития и международную торговлю квотами – ЕС сформировал крупнейшую в мире систему торговли квотами на выбросы диоксида углерода (CO2), ориентированную на компании. Тем самым ЕС стал мировым лидером в развитии этого нового рынка.
В основе Европейской схемы торговли квотами (ETS) лежит признание того, что придание сокращению выбросов денежного выражения при помощи создания ликвидного рынка квот способно создать условия для оптимального с экономической точки зрения выполнения государствами-членами своих обязательств в рамках Киотского протокола, а также продвижению
422
к низкоуглеродной экономике будущего. Предполагается, что создание схемы позволит снизить ежегодные затраты на выполнение киотских обязательств стран ЕС до уровня 2,9–3,7 млрд. евро, что не превышает 0,1% общего ВВП стран ЕС. В отсутствие схемы затраты на выполнение обязательств могли бы достичь 6,8 млрд. евро/год.
Европейская схема торговли квотами учреждена обязательными нормативными актами, предложенными Европейской комиссией и одобренными всеми государствами-членами, а также Европейским парламентом. В основе схемы лежат шесть базовых принципов:
•система предусматривает введение обязательных квот (предельных уровней выбросов парниковых газов для предприятий), а также возможность передачи неиспользованных квот от одного предприятия к другому;
•на начальном этапе приоритетом является сокращение выбросов крупных промышленных предприятий-загрязнителей;
•схема внедряется поэтапно, периодически проводится оценка результатов и рассматриваются возможности для распространения схемы на другие парниковые газы и сектора;
•планы распределения квот формируются на периодической основе;
•схема предусматривает действенную систему для обеспечения выполнения требований;
•схема ориентирована на торговлю квотами в рамках ЕС, однако учитывает и вклад в сокращение выбросов в третьих странах с использованием Механизма чистого развития (МЧР) и проектов совместного осуществления. Кроме того, схема допускает взаимодействие с аналогичными схемами торговли в других странах (например, в России и развивающихся странах).
Схема предусматривает общеевропейскую систему рыночной торговли стандартным товаром – квотами (разрешениями) на выбросы парниковых газов. Стандартная единица, торгуемая в системе, представляет собой право на выбросы в размере одной тонны CO2. Государства-члены принимают решения о распределении квот между предприятиями, согласуемые на уровне ЕС. Принятые решения обнародуются. Создание схемы будет способствовать развитию бизнеса ЕС следующими способами:
•вследствие введения обязательного мониторинга и учета выбросов CO2 компании впервые сформируют «углеродные бюджеты» и системы менеджмента выбросов парниковых газов;
•придание рыночной цены разрешениям на выбросы CO2 побудит компании задействовать потенциал своих специалистов для выявления и создания экономически эффективных методов снижения выбросов, как за счет усовершенствования существующих технологических процессов, так и посредством создания новых;
•в результате создания рынка квот в ЕС формируется новый сектор бизнеса, включающий углеродных трейдеров и специалистов по углеродному финансированию, а также компании, обеспечивающие аудит и верификацию выбросов парниковых газов. В настоящее время на рынок выводятся новые финансовые продукты и схемы, например, углеродные фонды.
Область действия схемы
Хотя потенциально торговля квотами может охватывать многие отрасли экономики и все парниковые газы, подпадающие под действие Киотского протокола (CO2, CH4, N2O, ГФУ, ПФУ и SF6), было решено, что на первом этапе, предусматривающем накопление начального опыта функционирования системы, область действия Европейской схемы будет ограничена.
Поэтому на первом этапе (2005–2007 гг.) действие схемы распространялось только на выбросы CO2 крупных предприятий-загрязнителей в электро- и теплоэнергетике, а также в ряде других энергоемких отраслей промышленности, включая нефтепереработку, производство кокса, черную металлургию, цементную, стекольную и целлюлозно-бумажную промышленность, а также производство кирпича и керамики. Для каждой отрасли установлен порог мощности предприятия
423