Энергосберегающие технологии в АПК

виды энергии  при выборе наиболее рационального  энергоносителя для производственных процессов;

способ передачи энергии из энергоприемника в технологический аппарат (например, замена редуктора, регулирующего число оборотов, на тиристорный электропривод);

вид и качество материала с целью снижения энергозатрат на его обработку (например, повышение концентрации растворов, дробление или агломерирование материалов, применение пластмасс вместо металлов и др.).

Модернизация  энергетического и технологического оборудования также компенсирует моральный износ, ее эффективность иногда выше, чем перевооружения, за счет существенно меньших капитальных затрат и при осуществлении своими силами. Ее эффективность может рассчитываться по величине экономии энергоресурсов, а также при снижении других эксплуатационных затрат:

 

Э = (b_в-b_м)ПЦт+∆Им-∆Иа-ЕнКм  (руб/год)

 

где Ь_б и Ь_м — удельные расходы энергоресурсов (в условном топливе) на базовом и модернизированном оборудовании, т у.т./ед. продукции; ∆Им — снижение эксплуатационных расходов (кроме энергетических затрат) после модернизации, руб/год; ∆Иа = &К_м — рост амортизационных отчислений при увеличившейся балансовой стоимости модернизированного оборудования (а — норма амортизации), руб/год; К_м — капитальные затраты на модернизацию, руб.

Интенсификация  производственных процессов должна выражаться в увеличении производительности установок без существенных изменений конструкции за счет либо ускорения технологических и других производственных процессов, либо их лучшей организации, либо при использовании прогрессивных материалов. Как правило, интенсификация процессов должна вести к повышенному, ускоренному физическому износу оборудования, что оправдано, если уравниваются сроки физического и морального износа, но может привести к быстрому выходу оборудования из строя, если интенсификация не сопровождается усиленной профилактикой и повышенным ремонтным обслуживанием. Экономическим выражением ее эффекта должно быть снижение себестоимости выпускаемой продукции за счет уменьшения условно-постоянных расходов:

 

Э = Пи+∆Иа-∆Ир-ЕнКи  (руб/год)

 

Где - условно-постоянные расходы в себестоимости продукции в базовом и интенсифицированном режимах работы оборудования, руб/ед.продукции; П_и — годовая производительность после интенсификации, ед.продукции/год; ∆Иа —увеличение амортизационных отчислений после интенсификации при повышении нормы амортизации, руб/год:

 

∆Иа = Кб+&Ки (руб/год)

где & _(и) и & _(б) — нормы амортизации в базовом и интенсифицированном режимах работы оборудования; К_б — балансовая стоимость оборудования, руб; К_и — капитальные затраты на интенсификацию режима, руб.

Если выделить энергетическую составляющую в себестоимости  промышленной продукции, то эта формула примет вид:

Э = ПиЦт+ Пи+∆Иа-∆Ир-ЕнКи (руб/год)

где Ь_(б) и Ь_(и) — удельные расходы энергоресурсов (в условном топливе) в базовом и интенсифицированном режимах работы, т у.т./ед. продукции; Sб и Sи — условно-постоянная составляющая себестоимости без энергетической части в базовом и интенсифицированном режимах работы, руб/ед.продукции.

Введение  дополнительных устройств для повышения производительности или улучшения режимов связано с совершенствованием производственных процессов при таких вариантах его реализации:

1) установка  дополнительного оборудования (основного или вспомогательного) для упорядочения производственного процесса, «расшивка узких мест», лимитировавших общую производительности участка, цеха, предприятия;

2) установка  дополнительного энергетического  оборудования и устройств для улучшения энергообеспечения потребителей, в том числе для повышения качества (надежности) энергоснабжения — местная, локальная реконструкция энергохозяйства;

3) установка  устройств, управляющих процессами  основного и энергетического производства, в том числе при выработке, передаче и потреблении энергоресурсов, оптимизирующих их и сокращающих потери и затраты энергии — автоматизация процессов, улучшение приборного учета, введение устройств местного или централизованного контроля и регулирования и т.п.

В первом и втором вариантах энергоэкономическая оценка может производиться так же, как при модернизации оборудования, в третьем случае — как для интенсификации производственных процессов.

 

Изменение параметров оборудования и энергии должно привести к интенсификации производства, и экономическая оценка проводится по тем же показателям. Для основного технологического оборудования это возможно как по интенсивности (увеличение загрузки, заполнение аппаратов, повышение скорости процессов), так и по экстенсивности — для периодических процессов (увеличение времени работы, снижение простоев, в том числе под загрузкой и выгрузкой, сокращение холостых ходов и т.п.). Изменение параметров в энергетике предприятия связано либо с увеличением загрузки энергооборудования, например двигателей, либо с повышением параметров энергии, в частности, давно предлагаемый перевод внутризаводского электроснабжения на напряжение 660 В, либо с изменением схем преобразования энергии—тиристорные преобразователи частоты тока взамен моторгенераторов. В ряде случаев для производственных процессов выгодно изменять вид энергии, тогда оценка может проводиться как при модернизации оборудования или как при выборе наиболее рациональных энергоносителей. Повышение полезного использования энергии в технологических установках достигается и при техническом перевооружении, и при модернизации, и при интенсификации процессов. Однако возможно улучшение внутриагрегатного использования энергии на действующем оборудовании при осуществлении сравнительно простых мер. Примером может служить нормализация энергозатрат по результатам энергоэкономического анализа с сокращением эксплуатационных и режимных потерь и соответствующим повышением КПД и КПИ. Это достигается почти исключительно организационными мерами, при жестком соблюдении технологической и энергетической дисциплины, редко требует капитальных затрат. Такие затраты могут понадобиться на следующей ступени энергоэкономического совершенствования — при рационализации энергоиспользования. Экономический эффект подобных мероприятий может быть подсчитан по формуле:

Э = Ц_Э[Ь_(ДО) - Ь_(ПО)]П_(ПО)- ∆Ирег- Е_НК_Н   (руб/год), 

где Ц_э — цена (тариф) энергии, руб/т у.т., руб/кВт • ч, руб/Гкал; Ь_(ДО) и Ь_(по) — удельные расходы энергии до и после нормализации (или рационализации) энергоиспользования, т у.т., кВт- ч, Гкал на ед.продукции; П_(по) — объем производства после нормализации процесса, ед.продукции/год; ∆Ирег — возможные дополнительные годовые издержки по оптимальному регулированию процесса, руб/год; К_н — возможные единовременные (капитальные) затраты на мероприятие, руб.

Меры по рационализации энергоиспользования в технологии разнообразны и возможны на любом оборудовании, в любом процессе. Однако необходимо учитывать технологические требования в сочетании с энергетическими, поэтому такие мероприятия разрабатываются и осуществляются в тесном сотрудничестве технологов и энергетиков при обязательной технико-экономической оценке технологических, энергетических и других последствий.

Использование вторичных энергетических ресурсов практически не изменяет общий расход энергии в агрегате-источнике ВЭР, а экономия энергии достигается в замещаемых энергетических установках. Поэтому экономический эффект использования ВЭР рассчитывается как разность приведенных затрат—при использовании ВЭР и в замещаемой энергогенерирующей установке.

Вторичные энергоресурсы  могут использоваться по четырем  направлениям: топливному, тепловому, механическому (силовому) и комбинированному (для использования на утилизационных ТЭЦ — УТЭЦ). Независимо от этих направлений экономический эффект утилизации ВЭР рассчитывается исходя из экономии топлива за счет ВЭР:

Эвэр⁼Ц_тВ_вео - (Изам – И_вер) - Е_Н(К_вер - Кзам) (руб/год),  

где В_вер — экономия топлива за счет ВЭР, т у.т./год; Ц_т — цена замещаемого топлива, руб/т у.т.; И_зам, И_ВЭР — эксплуатационные издержки при эксплуатации замещаемой энергоустановки (зам) без стоимости расходуемого топлива и при утилизации ВЭР, руб/год; К_ВЭР, К_зам — капитальные затраты (основные фонды) замещаемого энергоисточника (зам) и связанные с утилизацией ВЭР, руб; у — коэффициент надежности утилизационной установки (всегда больше 1, поскольку при ненадежной работе утилизатора необходимо предусматривать резервные, дублирующие мощности).

 

 

 

 

 

 

 

 

Виды вторичных  энергетических ресурсов

 

 

Горючие ВЭР                       Тепловые ВЭР               ВЭР избыточного

                                                                                         давления

 

НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЭР

 

Топливное                         Тепловое                         Механическое

 

 

                                           Комбинированное

 

                                                                                                                                               

Повышение надежности энергоснабжения и работы энергооборудования должно предотвратить экономический ущерб от аварийных остановок производства, особенно непрерывного (в химии, нефтехимии, металлургии и пр.), сопровождающихся также значительными энергетическими потерями из-за:

— продукции, пошедшей в брак, на изготовление которой уже затрачена энергия;

— порчи оборудования, на ремонт которого должны быть затрачены  материалы, труд и энергия;

— прямых потерь энергоносителей, например, при аварийном сливе  конденсата;

— энергозатрат на пуск оборудования после аварийного простоя, причем при этих пусках какое-то, иногда довольно продолжительное время, идет работа на холостом ходу и др.

Экономический эффект от повышения надежности энергоснабжения и энергооборудования (Э_н) определяется сопоставлением дополнительных капиталовложений, требующихся для этого (К_н), дополнительных расходов при эксплуатации устройств, повышающих надежность (И_н), с величиной предотвращаемого среднего экономического ущерба от перерывов энергопитания (У₀, руб/год), помноженного на параметр потока отказов в системе энергоснабжения (со):

Э_н = У₀ש-(Е_нК_н+И_н)  (руб/год).

Энергосберегающая политика может и должна стать  экономическим рычагом для успешной, конкурентоспособной деятельности предприятия на рынкё, где с ее помощью можно получить дополнительную прибыль.

 

МИРОВАЯ ПРАКТИКА НОРМИРОВАНИЯ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ

 

Проблема энергосбережения существовала всегда. Но, пожалуй, раньше всех и наиболее емко эту проблему сформулировал Д.И.Менделеев: "Топить нефтью - все равно, что сжигать  ассигнации".

Но первые меры регулирующего  воздействия государства на уровень  энергопотребления в промышленно  развитых странах появились только после возникновения в 1973 г. кризисной  ситуации в нефтеснабжении. В нашей  стране в тот период это событие  получило определение - первого энергетического кризиса в капиталистическом мире. То есть, нам - это не грозит! Какие первые меры были приняты этими странами в 1974г.? Это меры запрещающего характера, направленные на снижение расхода моторного топлива, введение ограничений на скорость движения автомобильного транспорта, на продажу бензина для личных автомобилей в выходные дни, на 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 административно - законодательных мер, направленных на повышения эффективности использования топлива и энергии в различных сферах экономики и, следовательно, на обеспечение своей энергетической безопасности.

Пожалуй, первый закон  об энергосбережении был принят в  Федеративной республике Германии (ФРГ) 28 июля 1976 года и регулировал следующие  направления деятельности:

теплоизоляция зданий,

энергосбережение отопительных установок,

распределение оплаты за отопление.

Вызвано это было тем, что именно здесь сосредоточен основной потенциал энергосбережения, так  в ФРГ треть всего первичного потребления энергии составляют отопление и горячее водоснабжение.

В 1982-1986гг. во Франции, Бельгии, Дании был сделан существенный прорыв в области управления спросом  на энергию, с целью ее экономии, посредством введения новых систем тарифов, отличающихся от предыдущих более  широкой дифференциацией по различным критериям. Новые тарифы на электроэнергию симулируют снижение нагрузки потребителей в период зимнего максимума за счет действия льготных тарифов в остальное время года. Благодаря широкой дифференциации тарифов, при которых пиковая энергия в определенных условиях стоит более чем в 20 раз дороже базовой, а в летнее время в отдельных тарифных зонах электроэнергия отпускается потребителям по ценам ниже среднегодовой себестоимости по энергосистемам. Широкая дифференциация тарифов привела к существенному изменению графика энергосистемы Франции: появился третий суточный максимум нагрузки в районе 1 часа ночи.

В США действует широкий  спектр федеральных актов и законов  штатов, регулирующих отношения производителей и покупателей энергии и энергоресурсов. Защита прав потребителей осуществляется активно развитой юридической и судебной практикой.

В Японии законодательство в области энергетики формировалось  непосредственно после второй мировой  войны под влиянием американского  опыта. Его результативность подтверждается тем, что Япония, не имея собственных энергетических ресурсов, стала одной из самых энергоэффективных стран мира. Энергоемкость валового продукта Японии более чем в 3 раза ниже, чем в России. А в 1947г. наши страны были практически на одном уровне энергопотребления в промышленном производстве.

Основными из законодательных  мер, используемых в настоящее время  правительствами стран Европейского Союза, при наличии свободных  цен на топливо и регулируемых государством в большинстве стран  тарифов на энергию, являются: