Енергоефективність

Постановка проблеми. Проблема ефективного використання енергетичних ресурсів є вкрай актуальною сьогодні для України. Річний потенціал енергозбереження в Україні згідно з Комплексною державною програмою енергозбереження України у 1996-2010 рр. [1], становить 145-170 млн т у.п., або 42-48% від обсягу споживання первинних енергоресурсів. Найбільшу питому вагу (55-58%) у структурі потенціалу енергозбереження України має промисловість. Висока енергоємність випуску продукції є наслідком відставання у темпах оновлення обладнання промислових підприємств, впровадження новітніх технологій, а такожтінізації та незадовільної галузевої структури національної економіки та її експортоорієнтованості. Крім низької ефективності енергоспоживання, суттєвими загрозами промислових підприємств є: відсутність механізму нейтралізації високих цін на паливно-енергетичні ресурси; низький обсяг капіталовкладень в енергозберігаючі технології; відсутність ефективних і дієвих програм енергозбереження та політики енергоефективності.

Аналіз останніх досліджень та публікацій. В Україні проблеми забезпечення енергоефективності функціонування промислових підприємств та енергетичної безпеки досліджувалися в роботах економістів і науковців, зокрема, Алимова О.М., Амоші О.І., Микитенко В.В., Беседіна В.Ф., Гнідого М.В., Геєця В.М., Шевцова А.І., Праховника А.В., Бакаліна Ю.І. та інших. Проте, їхні дослідження проводились тільки на макрорівня, а проблем макрорівня не стосувались.

За загальними прогнозами світової енергетичної ради протягом періоду до 2030 року загальносвітове споживання енергії зросте щонайменше вдвічі. При цьому структура споживання енергоресурсів зазнає значних змін, і основна ставка буде робитися на відновлювані види енергії.

В майбутньому передбачається інтенсивне використання промисловими підприємствами відновлюваних джерел енергії (сонячне випромінювання, біомаса, вітер, ріки та приливи, геотермальне тепло та ін.), оскільки розширення видобутку енергоресурсів навряд можливе, а проблема задоволення попиту таких видів енергії постійно зростає.

Також було підраховано, що Україна зможе скоротити свої 70% імпорту газу до 35% шляхом здійснення інвестицій у енергоефективність на рівні великих масштабів, а скорочення енергоспоживання всього на 1 годину більш суттєво і позитивно впливає на навколишнє середовище, ніж будь-яка модернізація виробництва, реалізація чого ще й виявляється дешевшою для впровадження.

Формулювання цілі статті. Різні галузі економіки і групи споживачів характеризуються різноманітними потребами в ПЕР, що визначаються, з однієї сторони, технологічними особливостями окремих виробничих процесів, а з іншої – роллю, яку вони грають в життєзабезпеченні населення, екологічною та виробничою безпекою та ін. Забезпечення оптимального використання енергоресурсів вимагає проведення оцінки економічної ефективності їх використання.

Оцінка енергоефективності потребує побудови та аналізу потоків ПЕР, визначення низки енергетичних характеристик і показників, аналіз технологічних процесів, вибору необхідних варіантів згідно із заданими критеріями та обмеженнями.

Таким чином, метою даної статті є розробка системи показників енергоефективності та особливості її застосування у виробничо-господарській діяльності підприємства як методологічна основа оцінки ефективного використання енергоресурсів.

Виклад основного матеріалу. Підвищення енергоефективності на підприємстві підвищує доходи підприємства і разом з тим приносить такі результати:

1) заощадження коштів, що забезпечує зростання конкурентоспроможність підприємства, особливо при зростанні цін на енергоносії;

2) збільшення продуктивності через удосконалення виробничих процесів, що пов’язані із способом використання енергії;

3) встановлення квот на викиди, що дозволяє знизити залежність від цін на енергоносії, зменшити ризики компанії, що, в свою чергу, підвищує вартість підприємства;

4) скорочення викидів у навколишнє середовище, від чого покращується екологічний стан, а з ним – імідж підприємства.

Під економічною ефективністю використання енергії та паливно-енергетичних витрат розуміється здатність системи енергопостачання (СЕП) у процесі функціонування створювати економічний ефект (потенційна ефективність) і реальне створення такого ефекту (фактична ефективність). Кількісна характеристика СЕП з погляду зіставлення витрат і результатів функціонування, дозволяє оцінити ефективність однієї системи в різних умовах, порівнювати ефективність різних систем між собою, визначити економічний ефект за визначений період.

Здійснення оцінки економічної ефективності використання енергоресурсів потребує розрахунку коефіцієнту енергоефективності, який обчислюється за формулою:

де R – результат або ефект від здійснення енергозберігаючих заходів, грн.;

C – витрати капіталу або обсяг інвестиції для реалізації енергоефективного проекту, грн.

Розраховуючи цей показник підприємство ставить перед собою три оптимізаційні завдання [6]:

1. Досягнення оптимального співвідношення між витратами і результатами виробництва (або оцінка співвідношення між витратами C і результатами R) при заздалегідь нефіксованих витратах і результатах.

2. Мінімізація витрат при заданих результатах (або оцінка витрат при заданих результатах), тобто C min.

3. Максимізація результатів при заданих витратах (або оцінка результатів при заданих витратах), тобто R max.

Система показників енергоефективності складається із інтегрованого показника – енергоємності випуску продукції (ВВП), показників, що характеризують енергоємність галузей економіки (енергоємність валової доданої вартості галузей) та енергоефективність виробництва окремих видів продукції (послуг), а також показників, що характеризують енергоефективність окремих технологій, видів обладнання, матеріалів. Залежно від рівня технологічного та економічного розвитку система показників потребує періодичного уточнення та їх моніторингу за сферами та рівнями управління.

Показники енергоефективності можуть бути прямі, тобто такі, які безпосередньо визначають ефективність використання ПЕР, і непрямі, в яких ефективність використання ПЕР прямо не відображається, але значною мірою залежить від рівня та структури використання ПЕР.

До прямих показників належать енергоємність випуску окремих видів продукції та валової доданої вартості, питомі витрати ПЕР на одиницю продукції (робіт, послуг), коефіцієнт корисного використання енергії, коефіцієнт корисної дії окремих агрегатів, технологічних процесів тощо. До непрямих належать узагальнюючі показники, як ВДВ, продуктивність праці, рентабельність виробництва, фондоозброєність, енергоозброєність тощо.

Система таких показників дає можливість підрахувати результати реалізації енергоефективного проекту на промисловому підприємстві:

1) динаміку енергоємності виробництва одиниці продукції (виконаних робіт, наданих послуг);

2) динаміку втрат паливно-енергетичних ресурсів при виробленні одиниці продукції (виконаних робіт, наданих послуг);

3) забезпечення економії коштів (за умови дотримання відповідних вимог щодо охорони праці, санітарних норм та правил тощо) на утримання підприємства, за рахунок запровадження відповідних енергозберігаючих заходів та проектів.

Поняття «енергоефективність», «енергозбереження», «енергоменеджмент» для України стали більш актуальними зі здобуттям незалежності, з переходом на ринкові форми господарювання та інтеграцією у світову економіку. За умов обмеженості запасів корисних копалин та неспроможності наявних джерел енергії задовольняти все більш зростаючі потреби підприємств і населення перед нами постають питання: наскільки ефективновикористовується енергія; чи є можливість підвищення рівня виробництва дешевої енергії; чи можливо, не підвищуючи рівня виробництва енергії, суттєвопідвищити ефективність її використання.

Аналіз останніх досліджень. Поняття «енергозбереження» та «енергоефективність» взаємопов'язані між собою. Згідно із Законом України «Про енергозбереження», «енергозбереження – діяльність, спрямована на раціональне використання та економне витрачання енергії, природних енергетичних ресурсів в національному господарстві, яка реалізується за допомогою технічних, економічних і правових методів. Енергоефективність – характеристика обладнання, технології, виробництва або системи в цілому, що показує ступінь використання енергії на одиницю кінцевого продукту». Поняття енергоефективності є дещо ширшим та містить не лише напрями безпосереднього енергозаощадження, а й непрямі заходи, які призводять до зниження рівня енергоспоживання, зокрема дефіцитних видів енергоресурсів. Проте енергозбереження є головним чинником підвищення рівня ефективності використання енергетичних ресурсів.

Теоретичні та прикладні аспекти багатопланової проблеми ефективного енергоспоживання, енергозбереження та енергоефективності досліджуються в наукових працях багатьох вітчизняних учених. Поряд з цим залишаються недостатньо дослідженими аспекти енергоефективності на основі інноваційних підходів.

Метою дослідження є визначення пріоритетів і чинників енергоефективності для країни в цілому та підприємств зокрема; розробка інноваційної програми розвитку напрямку енергозбереження та енергоефективності для умов функціонування провідного вітчизняного підприємства вагонобудування ВАТ «Крюківський вагонобудівний завод».

Основні результати дослідження. В сучасних умовах ефективне використання енергії постає ключовим елементом економіки кожної країни, потужним засобом забезпечення високої якості життя за рахунок збалансованого соціально-економічного розвитку суспільства, раціонального використанняприродних ресурсів, відтворення навколишнього природного середовища. Раніше вітчизняна економіка спиралася на централізоване планування і майже не відчувала впливу міжнародної конкуренції. Для керівників підприємств головним було виконання планового завдання, а не економічна ефективність.

Для забезпечення енергією підприємствам виділялися значні субсидії, до того ж коштувала вона значно нижче за світові ціни. Після отримання суверенітету перед Україною постали питання високої залежності від імпорту газу, нафти, ядерного палива, значного рівня енергоємності та низької ефективності використання своєї енергетики. За умов швидкого переходу на світові розрахунки за спожиту енергію, що є причиною значних економічних труднощів вітчиз няної економіки, питання енергоефективності та енергозбереження постають перед кожним її споживачем.

Інтенсивність використання енергії найбільш низька в країнах з дуже високим ВВП на душу населення. Це результат більш ефективної конверсії енергії і технологій кінцевого використання енергії та більш високої якості самих енергоносіїв Основним загальноприйнятим у світі показником, який характеризує енергоефективність країни (підприємства), є коефіцієнт (Ап), отриманий шляхом ділення загальної кількості кілограмів витраченого умовного палива на вартість ВВП у дол. США. Визначений для України коефіцієнт Ап складає 0,89, це ще раз підтверджує високу енергоємність і низьку енергоефективність країни.

Основними причинами такого низького використання енергетичних ресурсів в нашій країні є: невиправдано висока частка енергоємного виробництва; відсутність суттєвих структурних зрушень в економіці за роки незалежності; низький технічний рівень переважної більшості підприємств, порушення режимів роботи обладнання; відсутність умов для ефективної реалізації енергозберігаючих заходів та дієвого економічного механізму їх стимулювання; практично не спрацьовує ціновий чинник; існуюча Комплексна державнапрограма енергозбереження України до 2010 р. не отримала необхідної фінансової підтримки; активно не проводилась державна енергозберігаюча політика; не вдалося сформувати необхідну нормативно-правову базу регламентації процесу енергозбереження у зв'язку з неприйняттям на державному рівні багатьох правових документів, передбачених Законом України «Про енергозбереження», що є законом непрямої дії.

Результати аналізу ефективності використання паливно-енергетичних ресурсів у галузях економіки України показали, що якісні показники та структурні пропорції в економіці не сприяють процесу підвищення енергоефективності.

Тільки стимулювання інноваційної діяльності, спрямованої на створення та впровадження нових технологічних процесів, зниження витрат на виготовлення продукції, комплексне використання сировини, матеріалів, палива, енергії дозволить вітчизняним підприємствам досягти рівня енергоефективності провідних країн світу.

На інноваційний чинник найбільше впливають: нестача власних коштів, великі витати на нововведення, недостатня фінансова підтримка держави, високий економічний ризик, недосконалість законодавчої бази, нестача інформації тощо.

Реалізація енергозберігаючих заходів вітчизняними підприємствами здійснюється за такими напрямами: впровадження нових енергозберігаючих технологій, сучасного енергоекономічного обладнання; удосконалення існуючих технологій та енерговикористовуючого обладнання; поліпшення якості продукції, сировини, матеріалів; скорочення втрат сировини, матеріалів, палива та енергії при їх видобуванні, транспортуванні, перетворенні і використанні; впровадження організаційно-технічних заходів; удосконалення систем обліку, контролю та управління енерговитратами, економічних, нормативноправових та інших чинників. Серед них можна виділити ті, що стосуються обладнання, та ті, які спрямовані на вдосконалення або введення нових технологій, де енергозбереження може впливати опосередковано.

Проекти з енергозбереження на основі інноваційних підходів можна систематизувати за видами інновацій та їх спрямованістю:

- базисна продуктова інновація забезпечує випуск принципово нового виду продукції, яка має суттєві відмінності від тієї, що випускалась раніше;

- часткова продуктова інновація спрямована на випуск продукції, якісні та вартісні показники якої суттєво покращені, або вона замінює імпортну продукцію;

- процесна інновація покращує технологію, сам процес і спрямована на забезпечення випуску конкурентоспроможної продукції;

- вдосконалення застарілих поколінь техніки та технологій, забезпечення випуску продукції за рахунок використання відомої ефективної технології.

Заходи з енергозбереження залежно від спрямованості та результатів реалізації передбачають безпосереднє енергозбереження та непряме енергозбереження.

При здійсненні безпосереднього енергозбереження заходи прямо спрямовані на економію палива та енергії. Додатково до ефекту зниження енергетичних витрат буде забезпечуватися також скорочення витрат на видобуток (виробництво) енергоносіїв, зменшення шкідливих викидів у довкілля, зниження витрат на проміжне споживання і відповідно зростання обсягів валової доданої вартості тощо.

В цьому випадку весь обсяг інвестицій пов'язується з підвищенням ефективності використання паливно-енергетичних ресурсів.

При непрямому енергозбереженні заходи спрямовані на поліпшення технологічних процесів через збільшення продуктивності агрегатів та якості продукції, випуск нових видів продукції, використання нових видів сировини та матеріалів, зменшення частки проміжного споживання тощо, у цьому разі зменшення споживання палива та енергії буде досягатись як супутній ефект.

Застосуємо вищенаведені принципи для умов функціонування машинобудівного підприємства. ВАТ «Крюківський вагонобудівний завод» (далі ВАТ «КВБЗ») – це багатопрофільне підприємство з повним циклом (вiд генерування конструкторських ідей до виготовлення готової продукції та центром розробки найсучаснiших технологій), яке займає провiднi позицiї не тiльки в Українi, а й за її межами.

Виробничий досвiд роботи та унiкальнi технологiї стали запорукою його стабiльностi впродовж останнiх років. Пiдприємством налагоджено виробництво нових моделей вантажних i спецiалiзованих вагонiв рiзного призначення, якi активно експлуатуються не тiльки на залiзницях України, країн СНД та Балтiї, а й у далекому зарубiжжi. Пiввагони, вагони-цистерни, унiверсальнi платформи, комбiнованi вагони, широкий асортимент запасних частин і комплектуючих до вантажних залiзничних вагонiв складають основний виробничий напрямок пiдприємства. Величезний конструкторськотехнологiчний потенцiал, промисловi потужностi й розвинуті багаторiчнi партнерськi стосунки дали можливiсть колективу впроваджувати сучасні виробничi напрямки: пасажирське вагонобудування (довело європейський рiвень не тiльки в збудованих швидкiсних потягах, які курсують залiзницями країни, а й на мiжнародному рiвнi), ескалаторобудування (продемонструвало новiтнi моделi поверхових і тунельних ескалаторiв у метрополiтенах Києва, Харкова та Дніпропетровська); виробництво потягiв для вiтчизняного метрополiтену. Крiм цього, пiдприємство виробляє контейнери для транспортування рiзноманiтних насипних вантажiв, якi впродовж 15 рокiв успiшно експортуються в країни Захiдної Європи, автогрейдери, зварнi металевi конструкцiї, запаснi частини до метро та ескалаторiв, легкових і вантажних автомобiлiв, обладнання для шахт та гiрничо-збагачувальних комбiнатiв, сільгосптехніки тощо.

Проведений аналіз доводить, що при реалізації цільової програми підвищення ефективності виробництва та за умов збільшенні обсягів реалізації перед вагонобудівним підприємством постануть питання, пов'язані із виробленням енергії та ефективним її споживанням. Вартість енергоносіїв у товарі підприємства становить: у 2005 р. – 1,7%, 2006 р. – 2,6%, 2007 р. – 3,6% та має тенденцію до зростання. Слід зазначити, що через значне зростання обсягів виробництва ВАТ «КВБЗ» не вкладається в дозволену підключену електричну потужність.

Це може призвести до того, що Полтаваобленерго вимагатиме будівництва лінії електропередач (154 кВ) Світловодськ-Крюків, яка коштує сотні мільйонів гривень, з наступною передачею її на баланс цього підприємства безкоштовно.

Крім уже зазначених, на ВАТ «КВБЗ» існує багато проблем у сфері енергозбереження, а саме: використання стиснутого повітря в технологіях, що мають альтернативу в його застосуванні; застаріла технологія фарбування вагонів намалярно-здавальній ділянці (використання пари для обігріву камер сушіння); наявність виробничих будинків із заскленими вікнами, що перевищує 30% від загальної площі стін (в основному одинарне скло); тенденція до втрати об'єктів теплового навантаження ТЕЦ; старіння основного устаткування власної ТЕЦ.

Для умов виробництва та ефективного функціонування ВАТ «Крюківський вагонобудівний завод» за участю авторів розроблено інноваційну програму енергозбереження та енергоефективності за видами енергоспоживання.

Вона розроблена на підставі вимог системи безпеки для забезпечення стабільної роботи підприємства в умовах конкуренції та ймовірності різкого підвищення вартості енергоресурсів, стратегії продажів ВАТ «КВБЗ» та енергетичної стратегії України на період до 2030 р..

Згідно із запропонованою програмою підприємству необхідно провести комплекс інноваційних енергозберігаючих заходів за такими напрямками:

1. Електроенергія. У період з 2009 р. по 2011 р. пропонується провести реконструкцію ТЕЦ з установкою трьох газопоршневих генераторів сумарною потужністю 12 мВт (3х4 мВт), тоді влітку будуть працювати газопоршневі установки, а взимку – існуюче устаткування й газопоршневі установки. Проведена реконструкція дозволить:

- збільшити власне вироблення електроенергії до 108 млн. кВт/год. за рік;

- одержати економію за рахунок зниження собівартості електроенергії і зменшення її закупівлі зі сторони;

- виключити залежність виробленої електроенергії від потреби в тепловій енергії;

- зменшити залежність ВАТ «КВБЗ» від зовнішніх постачальників електричної енергії, у т.ч. виключити витрати на виконання технічних умов по створенню додаткових потужностей за власні кошти.

2. Тепло. Щорічно виконувати комплекс будівельних робіт зі зменшення заклених вікон у цехах, що дозволить значно зменшити тепловтрати.

До 2010 р. прийняти рішення, розробити проектну документацію і виконати роботи зі зміні технології сушіння (фарбування) вантажних вагонів, які виключать застосування пари. Термін виконання цих робіт необхідно узгодити із готовністю ТЕЦ зменшити майже в два рази вироблення тепла без погіршення норм відпуску теплової й електричної енергії.

Після закінчення робіт із впровадження трьох газопоршневих машин на ТЕЦ можна буде розпочати реконструкцію внутрішньоцехових систем опалення на базі сучасних енергоефективних систем газопроменевого опалення.

3. Газ. Незначний темп росту споживання газу (34%) порівняно з темпом росту товарної продукції (210%) планується за рахунок: реконструкції ТЕЦ, що забезпечить зниження питомих норм витрат палива на відпуск електроенергії та тепла; зменшення споживання тепла при впровадженні заходів: зміни технології фарбування вагонів; закупівлі установки АжКж-0,06-1 для одержання кисню; реконструкції внутрішньоцехових систем опалення з поетапним демонтажем теплотрас.

4. Стиснуте повітря. Планується збільшення споживання стиснутого повітря до 112000 тис. куб. м у рік у зв'язку із запровадженням технології, що не має альтернативи у використанні стиснутого повітря (ливарний переділ, фарбувальні технології, приймально-здавальні процедури). Тому для забезпечення потреби заводу в стиснутому повітрі планується: поетапна заміна морально і фізично зношених поршневих компресорів; установка нового компресорного обладнання сумарною потужністю 120 куб. м/хв.

5. Вуглекислота. Існуючі потужності вуглекислотної станції забезпечують виробництво 165 т/місяць власної вуглекислоти і відпуск 60 т/місяць покупної. Устаткування знаходиться в задовільному стані. Для забезпечення технології вуглекислим газом тільки власного виробництва необхідна реконструкція вуглекислотної станції із заміною адсорбера, дисорбера і компресора. Витрати складуть близько 2 млн. грн. Зважаючи на те, що ціна привізної вуглекислоти не перевищує собівартості власної, реконструкція станції є економічно недоцільною.

6. Кисень. Кисень на заводі використовується в процесі термічного різання металу. При роботі всіх машин термічного різання в режимі «кисневе різання» його витрата складає близько 40 тис. куб. м на місяць. Необхідне запровадження трьох комбінованих машин термічного різання, оснащених плазмовими установками, які не потребують кисню, і стандартною кисневою системою різання, що дозволить скоротити споживання кисню на 30%.

У 2009 р. рекомендується провести модернізацію четвертої машини термічного різання та оснастити її плазмовою установкою, що знизить потребу кисні до 25 тис. куб. м на місяць. Для незалежного від постачальників забезпечення заводу киснем необхідно закупити модульну повітророзподільну установку АжКж-0.06-1 продуктивністю більше 30 тис. куб. м кисню в місяць.

З метою зниження витрат енергоносіїв, які беруть участь у розрахунку собівартості, після закінчення будівництва трьох газопоршневих машин, провести демонтаж частини основного устаткування власної ТЕЦ.

Виконання даної інноваційної програми на ВАТ «КВБЗ» дозволить довести значення: коефіцієнта Аn з 0,54 до 0,31; питомої норми на відпуск тепла з 162,5 кг/Гкал до 155,0 кг/Гкал; питомої норми на електричну енергію з 336,4 г/кВт-год. до 300,0 г/кВт-год. та суттєво збільшити енергоефективність підприємства в цілому.

Поиск по сайту: