Мировой опыт энергосбережения
Содержание
1. Мировой опыт энергосбережения
Состояние экономики любых государств и жизненный уровень населения во многом определяются наличием запасов топливно-энергетических ресурсов и эффективностью их использования. Для государств, экономика которых базируется преимущественно на импорте энергоресурсов, именно эффективность использования является одним из определяющих факторов производства конкурентоспособной продукции.
В индустриально развитых странах в отличие от прежней ориентации на крупномасштабное наращивание производства энергетических ресурсов высшим приоритетом энергетической стратегии является повышение эффективности энергоиспользования у потребителей, т. е. энергосбережение. Во многих странах разработаны национальные целевые программы экономики использования топливно-энергетических ресурсов, которые охватывают обширный комплекс мероприятий по совершенствованию структуры потребления энергоносителей, развитию материально-технической базы экономии ресурсов, более полному извлечению полезных компонентов, сбору и использованию вторичного сырья, контролю и учету энергопотребления.
Остановимся на опыте зарубежных стран в сфере управления энергосбережением и применения рациональных технологий использования энергии.
В новых индустриальных странах Юго-Восточной Азии (Корея, Сингапур, Гонконг и Тайвань) значительная часть энергосберегающих мероприятий финансируется самим государством, которое чаще всего само устанавливает энергетическое оборудование, соответствующее непромышленной сфере, выделяет владельцам жилых домов целевые беспроцентные ссуды или субсидии на перестройку зданий и приобретение материалов в соответствии с существующими стандартами и рекомендациями специалистов.
Правительство Тайваня предоставляет промышленным предприятиям низкопроцентные кредиты на приобретение энергосберегающего оборудования внутри страны и за рубежом.
В некоторых странах (Великобритания, США, Италия) в последние 10-15 лет предприняты шаги по регулируемой законом демонополизации деятельности электроэнергетических компаний путем постепенного вовлечения в рынок производства электроэнергии новых энергопроизводящих фирм, а также организации рынка по экономии электроэнергии как альтернативы увеличению ее производства.
Энергосберегающие компании занимаются вопросами энергосбережения у потребителя. Ряд компаний в этих странах идут на поддержку энергосбережения у промышленного производителя, так как это ведет к экономическому оздоровлению обслуживающего региона, росту производства и соответствующему увеличению потребления электроэнергии.
Энергетические обследования (энергоаудит) на промышленных предприятиях инспекторы энергоснабжающих компаний этих стран проводят либо самостоятельно, либо обращаются к услугам компетентных экспертов НИИ электроэнергетики, университетов, технологических институтов и консалтинговых фирм. Энергетические обследования для коммерческого и бытового секторов энергокомпании проводят самостоятельно.
В большинстве промышленно развитых стран мира (США, Германия, Япония, Франция, Франция, Испания, Англия и др.) существуют национальные программы развития нетрадиционной энергетики, предусматривающие в течение 5-10 предстоящих лет значительное расширение использования НВИЭ: до 2-5 % (Дания, Голландия, США) и до 10-15 % (Новая Зеландия, Австралия, Канада) общего потребления.
Наибольший интерес и распространение имеют установки, использующие солнечную энергию, энергию ветра и биомассы. Например, в США в 1990 г. из 3,6 млн ГДж энергии, произведенной за счет солнечной радиации, 3,5 млн Дж представляют собой низко потенциальное тепло, использованное для горячего водоснабжения. В Израиле в соответствии с законом, требующим, чтобы каждый дом был снабжен солнечным водонагревательным аппаратом, установлено их около 800 тыс., производящих 15 млн ГДж энергии и обеспечивающих 70 % потребности в горячей воде.
В последнее время в мире повысился интерес к установкам, непосредственно преобразующим солнечную радиацию в электроэнергию. В этом отношении интересен опыт Японии, где в настоящее время сооружается фотоэлектрическая установка (ФЭУ) мощностью 750 кВт. В США 90 энергетических компаний создали фотоэлектрическую группу, которая в течение ближайших 5 лет планирует ввести в эксплуатацию ФЭУ общей мощностью 47 кВт.
Ветроэнергетические установки (ВЭУ) достигли сегодня уровня коммерческой зрелости и в местах с благоприятными скоростями ветра могут конкурировать с традиционными источниками энергии. Так, в США установлено более 1,5 млн кВт ВЭУ, в Дании ВЭУ производят около 3 % потребляемой страной энергии, велики мощности установленных ВЭУ в Швеции, Голландии и Германии.
В последнее время повысилось внимание к использованию биомассы в энергетических целях. Это вызвано тем, что использование растительной биомассы при условии ее непрерывного восстановления (новые лесные посадки после вырубки леса) не приводят к увеличению концентрации СО 2 в атмосфере; созданные технологии позволяют использовать биомассу значительно более эффективно, чем раньше.
2. Опыт энергосберегающей политики в США
энергосбережение рынок демонополизация
Политика энергосбережения в различных ее формах стала проводиться в США примерно с середины 1970-х годов. За первые 10 лет ее осуществления затраты на энергию были снижены более чем на 200 млрд долл. В 1974- 1986 гг. энергоемкость промышленности США ежегодно снижалась на 3,7 %, а в дальнейшем темп снижения составил около 1,2 % в год.
За период 1985-1995 гг. энергосберегающая эффективность холодильного оборудования в США выросла в 3-7 раз, морозильников в 4-5 раз. О масштабах экономии хорошее представление дает массовый переход в освещении домов на флуоресцентные светильники. Они оказались в 4 раза эффективнее в плане энергозатрат, и срок их службы в 10 раз превышает аналогичные показатели по обычным лампам накаливания. Установка 195 млн флуоресцентных ламп в США только в 1995 г. избавила США от необходимости наращивать мощность своих ТЭЦ на 9,6 млн кВт.
Список широко применяемых в США методов энергосбережения можно пополнить указанием о новых типах автомобилей, авто и авиамоторов, успехами в строительстве с применением новых сохраняющих тепло материалов, повсеместное внедрение термостатов и мониторинга зданий во избежание потерь тепла, внедрение энергосберегающих технологий в металлургии, химической и целлюлозно-бумажной промышленности.
В конце 1990-х гг. в США на освещение в среднем расходовалось 500 млрд кВтч электроэнергии или 20 % общего ее производства в стране. При этом 40 % - в флуоресцентных лампах и 20 % - в газоразрядных лампах большой мощности. Технические усовершенствования флуоресцентных ламп и замена накаливания компактными флуоресцентными светильниками обеспечивают в перспективе снижение затрат электроэнергии на освещение до 40 %. Основными источниками в флуоресцентных светильниках являются твердотелые высокочастотные балансные сопротивления, которые в усовершенствованных вариантах выделяют меньше тепла и позволяют регулировать яркость лампы в широком диапазоне. Такие светильники используют с автоматическими системами управления, которые гибко регулируют мощность искусственных источников сета с учетом естественной освещенности, а так- же наличия людей на рабочих местах. Эти усовершенствования обеспечивают экономию энергии на освещение в размере от 25 до 70 %, а дополнительные удельные затраты не превышают 0,02 долл. за 1 кВтч.
В США в летний период максимальные нагрузки в электросетях часто в 2-3 раза превышают нагрузки в ночное время и достигают 500 кВт. При этом треть этих нагрузок связана с работой системы кондиционирования воздуха. Поэтому в дневное время в часы пик тарифы на электроэнергию повышены, а в остальное время - льготные. Сложившаяся система тарифов включает дифференциальные тарифы, размеры которых возрастают при увеличении электропотребления; сниженные тарифы устанавливают для жильцов зданий, выполняющих определенные мероприятия по энергосбережению; более высокие тарифы - по более высокой ставке на весь период повышенного спроса; прерванные тарифы - при резком снижении предложения электроэнергии. Некоторые коммунальные предприятия устанавливают для покупателей специальные энергосберегающие тарифы в тех случаях, когда они приобретают новые дома с хорошей теплоизоляцией и эффективными системами энергоотопления. В этом случае ставка тарифа снижается на 12-14 %. Практикуется система, при которой клиенты обязуются поддерживать потребление энергии на более низких условиях в обмен на сниженные тарифы. При этом достигается экономия пикового спроса в среднем 1,3 кВт на клиента в доме.
До недавнего времени электросчетчики, фиксирующие расход энергии с учетом времени суток, имели сравнительно высокую цену. Поэтому дифференцированный тариф на израсходованную электроэнергию распространялся лишь на крупных потребителей энергии (мощностью свыше 500 кВт), хотя на небольших потребителей (жилые дома и малые коммерческие предприятия) приходилось 2/3 пиковых нагрузок в сетях. В настоящее время разработаны и в ближайшие 10 лет получат распространение недорогие счетчики электроэнергии с микропроцессорами, которые позволят распространить дифференцированный тариф на всех потребителей электроэнергии.
До недавнего времени электросчетчики, фиксирующие расход энергии с учетом времени суток, имели сравнительно высокую цену. Поэтому дифференцированный тариф на израсходованную электроэнергию распространялся лишь на крупных потребителей энергии (мощностью свыше 500 кВт), хотя на небольших потребителей (жилые дома и малые коммерческие предприятия) приходилось 2/3 пиковых нагрузок в сетях. В настоящее время разработаны и в ближайшие 10 лет получат распространение недорогие счетчики электроэнергии с микропроцессорами, которые позволят распространить дифференцированный тариф на всех потребителей электроэнергии.
Одним из перспективных направлений является оборудование зданий тепловыми аккумуляторами. Так, в Стенфордском университете вместо установки требующихся дополнительных кондиционеров стоимостью 1,5 млн долл. был построен тепловой аккумулятор в виде бака с холодной водой для имеющейся системы кондиционирования воздуха. Охлаждение воды в баке производится в ночные часы. Эта систем позволила уменьшить пиковые на-грузки в сетях на 3,5 МВт и обеспечила экономию 20 тыс. долл. в год.
Прогнозируемое совершенствование систем освещения, автоматизированного контроля и экономии тепла, как ожидается, позволит достичь нового стандарта в ежегодном потреблении энергии на 1 м2 площади здания - 262,7 тыс. ккал в год.
3. Энергосбережение в промышленности Японии
В Японии после первого нефтяного кризиса были приняты меры по энергосбережению, которые привели к снижению на 35 % энергоемкости валового национального продукта. Однако в последние семь лет энергопотребление увеличивалось в среднем на 3,1 % в год, поэтому японское правительство в 1993 г. пересмотрело "Закон об энергосбережении", основные принципы которого излагаются ниже.
В соответствии с новой редакцией закона Министерство международной торговли и промышленности Японии (ММТП) должно устанавливать и объявлять основные принципы политики, направленной на всестороннее стимулирование рационального энергоиспользования, а основные энергопользователи должны предпринимать усилия по рационализации энергопользования в соответствии с этой политикой.
А. Регулирование в промышленном секторе.
В промышленном секторе, который потребляет свыше 50 % всей энергии, регулирование осуществляется по следующим основным направлениям.
1. Указания для руководителей промышленных предприятий.
Министерство международной торговли и промышленности Японии (ММТП) при содействии органов, регулирующих ту или иную отрасль, устанавливает для руководителей стандарты и нормативы и дает необходимые указания по использованию энергии, касающиеся:
рационального сжигания топлива;
рационализации отопления, охлаждения и теплопередачи;
предотвращения теплопотерь;
использования сбросного тепла;
эффективного преобразования тепловой энергии в электрическую;
уменьшения потерь электроэнергии.
2. Энергоменеджмент.
На каждом предприятии промышленности и энергетики, потребляющем газ и тепло в количествах, превышающих 3000 т условного топлива (в нефтяном эквиваленте) в год или электрическую мощность более 12 гигаватт, ММТП обязывает учредить службу энергетического менеджмента.
3. Контроль за использованием энергии.
Если на предприятии допускаются вопиющие нарушения принципов рационального энергоиспользования, министерство может само или через соответствующее ведомство потребовать от руководителя предприятия пред- ставить план энергосбережения; на нарушение дисциплины энергосбережения министерство отреагирует указанием исполнить требуемые по инструкции мероприятия.
4. Назначение энергоменеджеров.
Руководитель предприятия должен назначать определенное количество лицензированных энергоменеджеров, основным содержанием деятельности которых является принятие мер по рациональному использованию энергии и предоставлению ежегодных отчетов по энергосбережению в министерство или в государственные ведомства, курирующие соответствующую отрасль.
Проведение экзаменов и лицензирование энергоменеджеров осуществляется организацией, уполномоченной министерством. Закон определяет процедуры и критерии проведения экзаменов, а также другие правила, касающиеся предоставления и отзыва лицензии.
С 1984 г. аттестацию энергоменеджеров уполномочен проводить Японский центр по энергосбережению (ЯЦЭ).
5. Энергоаудит.
На больших предприятиях, обязанных организовать службу энергоменеджмента, имеется необходимое контрольное оборудование, и они должны сами проводить энергоаудит при поддержке энергоменеджеров.
На малых и средних предприятиях с числом работающих менее 300 чел. энергоаудит проводится бесплатно. В обследовании принимают участие 1-2 инспектора из ЯЦЭ в течение одного-двух дней. С 1995 г. проведено примерно 5600 таких обследований по всей Японии.