Конспект лекцій з енергозбереження для групи 52/17

Тема № 3: Виробництво енергії. Зв’язок виробництва енергії та навколишнього середовища.

Говорячи про енергозбереження, зарубіжні фахівці обґрунтовують необхідність і важливість цієї діяльності дещо ширше, ніж це традиційно робилося у нас. У економічно розвинених країнах зазвичай виділяють три групи питань, у зв'язку з необхідністю вирішення яких енергозбереження є дуже важливим і актуальним завданням, а саме:

1.   ГЛОБАЛЬНІ ПИТАННЯ.

2.  НАЦІОНАЛЬНІ ПИТАННЯ.

3.  ПИТАННЯ БІЗНЕСУ (або економічні питання виробництва).

 Глобальні питання, очевидно, так або інакше стосуються всіх людей на Землі, зачіпають інтереси всіх країн світу. Зміст глобальних питань можна розкрити однією короткою фразою:

ВИРОБНИЦТВО І ВИКОРИСТАННЯ ЕНЕРГІЇ - ШКОДА НАВКОЛИШНЬОМУ  СЕРЕДОВИЩУ.

Добре відомо, яка саме шкода навколишньому середовищу завдається в процесі виробництва і споживання енергії. Досить пригадати, що теплові електростанції викидають в атмосферу різні шкідливі речовини (двоокис вуглецю, сірки, азоту та ін.), які викликають появу кислотних дощів. Не становлять винятку в цьому відношенні й атомні станції, які мають свої, не менш шкідливі речовини атмосфери, не говорячи вже про небезпеку виникнення таких аварій, як на Чорнобильській АЕС. Крім того, продукти згорання викопного палива є однією з причин руйнування озонового шару атмосфери. Наслідки очевидні - все більш зростаюча сонячна радіація, що шкідливо впливає на людей і на біосферу в цілому. Викиди теплових електростанцій є також причиною виникнення парникового ефекту в атмосфері, що викликає зростанняння середньорічної температури, підвищення рівня води в морях і океанах, навіть у Західній Європі, де енергетичні підприємства значно чистіші в екологічному відношенні, ніж українські, їх шкідлива дія на навколишнє середовище значна.

Таким чином, якщо навіть, спрощуючи суть справи, розуміти під енергозбереженням просто зниження споживання енергоресурсів, стає очевидним, що вирішення цього завдання може істотно зменшити шкідливу дію енергетичних об'єктів на навколишнє середовище. Щоб уявити собі, наскільки істотним може бути внесок енергозбереження в досягнення цієї мети, можна навести результати досліджень англійських вчених, що розробили можливі заходи щодо зниження шкідливої дії електричних станцій на атмосферу і з ліквідації наслідків цього впливу  (рис. 1.2).

Рисунок 1.2 - Шляхи зниження наслідків шкідливої дії енергетики на навколишнє середовище

Якщо говорити про національні питання, необхідністю вирішення яких визначаються важливість і актуальність енергозбереження, то, як відомо, ситуація в українській енергетиці на сьогодні склалася надзвичайно несприятлива.

У єдиній енергосистемі колишнього Радянського Союзу практично завжди існував дефіцит електричної потужності й енергії (тобто попит на потужність і енергію перевищував можливості генеруючого обладнання, що знаходилося в роботі). Відбувалося це тому, що частина наявного енергообладнання систематично знаходилася в планових ремонтах, а певна його частина використовувалася для створення нормативно-резервної потужності в енергосистемі для забезпечення її стійкості.

Подібний дефіцит потужності та енергії спостерігається  і в єдиній енергосистемі України. Проте останніми роками цей дефіцит значно зріс (особливо гостро він відчувається в осінньо-зимовий період). Причиною цього, як неважко здогадатися, з'явилася систематична нестача палива на електростанціях. В Україні на теплових електростанціях на початку 90-х років вироблялося близько 70% електроенергії, в 2007 році – 41%. Дещо згладжує ситуацію, що склалася, в українській енергетиці значне зниження попиту на електричну потужність і енергію у зв'язку зі спадом виробництва в країні. Але навіть в умовах такого зниженого попиту на енергію єдина енергосистема України працює вкрай напруженому режимі в зимовий період.

Щоб полегшити режим роботи енергосистеми, скоротити і поступово ліквідувати дефіцит потужності та енергії, потрібні значні інвестиції в українському паливно-енергетичному комплексі. Найближчим часом це, мабуть, нереально, навіть незважаючи на зарубіжну фінансову допомогу українській енергетиці. Найбільш реальний шлях виходу з ситуації, що склалася, - це енергозбереження, тобто економне, бережливе використання енергоресурсів. Проте необхідно ще раз підкреслити, що цей термін потрібно розуміти ширше, ніж просте скорочення енергоспоживання. Суть енергозбереження не може полягати тільки в економії енергоресурсів. Необхідно не просто забезпечити збереження енергоресурсів, а найправильніше і з максимальною ефективністю їх використання отримувати від їх застосування найбільшу економічну вигоду.

Таким чином, енергозбереження необхідно розглядати як ще одне додаткове джерело енергії для України. Порівняно невеликі витрати на реконструкцію систем енергоспоживання, на підвищення культури їх експлуатації здатні зберегти значну кількість палива та енергії, цінність яких для держави незрівнянно вища за ці витрати.

Заощадження енергії у фазі її споживання забезпечує економію капітальних витрат під час видобування палива, його транспортування, на створення нових енергогенеруючих установок і мереж. Підраховано, що витрати на 1 кВт новостворюваних генеруючих потужностей удвічі перевищує витрати на зниження спожитої потужності на ту саму величину шляхом реалізації енергозберігаючих заходів.

Проте може виникнути питання, наскільки великі резерви енергозбереження в Україні. На жаль, доводиться констатувати, що ефективність використання всіх видів енергоресурсів в Україні у багато разів нижча, ніж в економічно розвинених країнах. Іншими словами, резерви економії енергії, резерви енергозбереження у нас є величезні.

Аналізуючи структуру споживання електричної енергії в Україні (рис. 1.3), можна припустити, що в загальному завданні економії енергоресурсів вирішальне значення має енергозбереження в промисловій сфері. Тому більшість питань, що розглядаються у цьому курсі, так або інакше належать до промисловості.

Рисунок  1.3 -  Споживання електроенергії по секторах економіки України.

 У зв'язку з цим необхідно сказати також про важливість енергозбереження для вирішення третьої групи питань - питань бізнесу або економічних питань виробництва. Якщо подивитися на структуру вартості продукції,   характерну для енергоємної галузі промисловості (сталеплавильне виробництво, виробництво цегли, целюлозопаперу або скла), наприклад, у Великобританії, то легко відмітити, що витрати на енергію складають значну частину ціни продукції. На українських промислових підприємствах питома вага витрат на енергію у вартості продукції до недавнього часу була значно нижча, що визначало низьку зацікавленість підприємств у енергозбереженні. Проте у зв'язку з істотним підвищенням ціни на паливо і тарифів на енергію частка цих витрат постійно збільшується і зараз вже стає сумірною з питомою вагою витрат на енергію у вартості продукції підприємств економічно розвинених країн.

Рисунок  1.4 - Структура ціни продукції енергоємної галузі промисловості та її зміни при зниженні витрати енергії

Повертаючись до рис. 1.4, легко відмітити, що якби такому підприємству тим або іншим шляхом вдалося скоротити своє енергоспоживання (а отже, і витрати на енергію), скажімо на 30%,  його  прибуток зріс би на 100%.   Таким чином, енергозбереження у виробництві значною мірою сприяє також зниженню собівартості й ціни продукції і тим самим впливає на конкурентоспроможність підприємства на ринку, на величину отриманого прибутку.

Можливості підвищення ефективності використання енергоресурсів є в тому або іншому ступені на кожному промисловому підприємстві. Потрібно тільки уміти їх виявити (хоча вони часто достатньо очевидні) і що найголовніше – практично реалізувати ці можливості.

Таким чином, підбиваючи підсумок сказаному в цьому розділі, необхідно ще раз підкреслити, що основною метою енергозбереження з погляду держави є економія енергетичних ресурсів як національного багатства, скорочення необхідних інвестицій у паливно-енергетичний комплекс, а також зниження шкідливої дії енергетичного виробництва на навколишнє  середовище. Основне завдання енергозбереження з погляду підприємства зводиться до того, щоб із мінімальними витратами забезпечити економію палива і енергії при збереженні незмінними або збільшенні обсягів виробництва, збереженні або підвищенні рівня якості продукції або виконаної роботи з метою зниження собівартості й ціни продукції, підвищення рентабельності й конкурентоспроможності виробництва.

Усі перелічені завдання є надзвичайно важливими й актуальними для України.

Тема № 4: «Енергогосподарство підприємства і показники ефективності його».

Енергопостачання - енергоспоживання

Традиційне енергогосподарство промислового підприємства належить до допоміжних ділянок виробництва. Проте за своєю суттю процес споживання енергії є однією з найважливіших сторін діяльності підприємства, оскільки виробничі процеси майже завжди вимагають тих або інших витрат енергії. Тому енергогосподарство не може розглядатися просто як рядова ділянка допоміжного виробництва. Це одна з найважливіших ділянок виробництва. Його стану, розвитку і вдосконаленню повинні приділяти повсякденну і серйозну увагу не тільки працівники енергетичної служби, але і керівництво підприємства.

Енергогосподарство підприємства та основні напрями енергозбереження

Енергетичне господарство промислового підприємства – дуже специфічний підрозділ. З одного боку, воно є складовою частиною цього підприємства, але в той же час входить до складу енергогосподарства відповідного регіону, територіально й енергетично пов'язаного з електроенергетичною системою. Як відомо, до складу енергогосподарства промислового підприємства входять численні й різноманітні енерговикористовувальні агрегати, цехові і заводські мережі, розподільні пристрої, перетворювальні й генеруючі утилізаційні енергоустановки.

У технологічному відношенні енергогосподарство підприємства підрозділяється на:

–виробничу частину, до якої належать генеруючі, перетворювальні, утилізаційні й акумулюючі енергоустановки (заводські електростанції, котельні, компресорні, насосні установки, установки з виробництва холоду та ін.);

–передавальну і розподільну частини, до яких відносять  цехові і загальнозаводські мережі і розподільні пристрої;

–споживаючу частину, до якої належать різноманітні енерговикористовувальні агрегати.

Генератори і перетворювачі енергії, що енерговикористовують агрегати, які зв'язані мережами і розподільними пристроями один з одним і з мережами енергосистеми, утворюють систему енергопостачання підприємства (її складовою частиною є система електропостачання підприємства). Всі елементи системи енергопостачання підприємства в процесі експлуатації тісно зв'язані між собою єдністю енергетичного потоку. З цієї причини процеси, що проходять в окремих елементах такої системи, необхідно розглядати як ланки єдиного і безперервного технологічного процесу енергопостачання - енергоспоживання, тобто процесу виробництва, передачі, розподілу і споживання енергії.

Традиційно завдання енергогосподарства як допоміжної ділянки виробництва спрямовані на забезпечення всіх залежних від нього умов для виконання планів підприємства. Звичайно, основним завданням енергогосподарства є забезпечення надійного і якісного енергопостачання підприємства. Проте, вже впродовж багатьох десятиліть, перелічуючи завдання енергогосподарства підприємства, як другий і третій пункт називають:

–забезпечення максимальної економії палива та енергії;

–повне використання потужності енергоустановок і пропускної спроможності мереж.

Як неважко помітити, це не що інше, як завдання енергозбереження.

Вирішення завдань підвищення ефективності енерговикористання на промисловому підприємстві може здійснюватися найрізноманітнішими способами залежно від конкретної ситуації. Проте можна визначити основні напрями енергозбереження, універсальні для будь-якого виробництва. Зокрема, економія палива та енергії на підприємствах може бути досягнута на основі використання вторинних енергоресурсів, застосування найбільш раціональних енергоносіїв, удосконалення виробничих процесів (раціоналізація тих, що існують, розроблення і впровадження прогресивних технологій), поліпшення організації виробництва і таке інше. Підвищення ефективності енергоспоживання тісно пов'язане також із підвищенням продуктивності технологічного обладнання. Значна економія палива і енергії досягається шляхом усунення прямих втрат енергії в устаткуванні і мережах, а також у результаті дотримання енергоекономічних режимів роботи енергоустановок.

Таким чином, потрібно відмітити, що робота з енергозбереження тісно пов'язана з глибоким аналізом як самого енерговикористання, так й інших сторін діяльності підприємства. У зв'язку з цим необхідно підкреслити, що під енергозбереженням потрібно розуміти сукупність заходів технічного, технологічного, організаційного, економічного характеру, що систематично проводяться і спрямовані на економне й ефективне використання енергетичних ресурсів. Тому вирішення завдань енергозбереження вимагає тісної співпраці енергетиків, технологів, керівників виробництва та інших фахівців підприємства. Але при цьому необхідно пам'ятати, що провідна роль у цій галузі, безумовно, повинна належати енергетикам.