Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,674

АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРОЕКТАХ

Насыров О.М. 1
1 ФГУП (АТУ) ФСБ РФ
Энергосберегающие мероприятия на промышленных предприятиях направлены на уменьшение объема используемых энергетических ресурсов для производства продукции, выполнения работ и оказания услуг. Решение задачи эффективного управления энергосбережением осуществляется путем моделирования процессов управления энергосбережением в проектах в условиях неопределенности и недостоверности информации на основе оценки эффективности энергосберегающих мероприятий и технологий и поиска допустимых управляющих воздействий, при которых показатели эффективности проекта достигают своих максимальных значений с учетом влияния внешней среды и при заданных ограничениях. Совокупность мероприятий по повышению энергоэффективности на промышленных предприятиях направлены на сокращение объема энергоресурсов, используемых для производства продукции, выполнения работ и услуг. Эффективное решение проблемы управления энергосбережением осуществляется путем моделирования процессов управления энергосбережением в проектах в условиях неопределенности и недостоверности информации на основе оценки эффективности энергосберегающих мероприятий и технологий и поиск допустимых управляющих воздействий, в соответствии с которыми показатели эффективности проекта достигают своих максимальных значений при воздействии внешней среды и данных ограничений.
энергосбережение
управление энергосбережением
оценка эффективности
показатели эффективности
моделирование и прогнозирование
1. Айвазян С.А. Сравнительный анализ интегральных свойств качества жизни населения субъектов РФ [Электронный ресурс]. – М.: Центр ситуационного анализа и прогнозирования ЦЭМИ РАН (Decision Support and Forecasting Center CEMI RAS), 2005. – Режим доступа: http://server1.data.cemi.rssi.ru/GRAF/center/projects/level/1.htm (дата обращения 25.01.2014 г.).
2. ГОСТ Р 51541-99 Энергетическая эффективность. Состав показателей. Общие положения. Дата введения 01.07.2000.
3. ГОСТ Р 51750-2001 Энергосбережение. Методика определения энергоемкости при производстве продукции и оказании услуг в технологических энергетических системах. Общие положения Дата введения 2002-01-01.
4. Климанов В.П., Насыров О.М. Структура целевых показателей энергосберегающих промышленных проектов // Межотраслевая информационная служба. Научно-практический журнал. – М.: 2012. – № 4 (161). – С. 16–21.
5. Насыров О.М. Моделирование процессов управления энергосбережением в промышленных проектах // Научное обозрение: теория и практика. – 2013. – № 1. – С. 44–50.
6. Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации: Федеральный закон РФ от 23 ноября 2009 года № 261-ФЗ (в ред. Федеральных законов от 08.05.2010 N 83-ФЗ, от 27.07.2010 № 191-ФЗ, от 27.07.2010 № 237-ФЗ).
7. Zadeh L.A. Fuzzy Sets // Information and Control. – 1965. – Vol. 8. – P. 338–353.

Энергосберегающие мероприятия на промышленных предприятиях обеспечивают реализацию организационных, правовых, технических, технологических, экономических и иных мер, направленных на уменьшение объема используемых энергетических ресурсов при условии сохранения объема произведенной продукции, выполненных работ, оказанных услуг [6].

Управление энергосбережением осуществляется путем реализации промышленных проектов, целью которых является достижение максимальной энергетической эффективности. Оценка эффективности управления проекта производится в результате контроля и измерения энергобережения на каждом этапе функционирования проекта по показателем, равным соотношению между достигнутыми или ожидаемыми результатами управления и затраченными ресурсами на формирование и функционирование этих управляющих воздействий. Оптимизация управления энергосберегающими проектами направлена на достижение максимальной эффективности проекта и состоит в нахождении из множества возможных вариантов управления при заданных ограничениях и с учетом внешних воздействий таких допустимых управляющих воздействий, которые будут иметь максимальные показатели эффективности.

Оптимальное управление энергосберегающими проектами на промышленных предприятиях осуществляется с помощью надлежащего выбора на этапах проектирования и реализации энергосберегающих мероприятий и энергоэффективных технологий, представляющих собой совокупность методов, операций, приемов, этапов и пр., последовательное осуществление которых обеспечивает решение поставленной задачи энергосбережения.

На практике при формировании управляющих воздействий необходимо учитывать неполноту и искажение информации о состоянии объекта управления; воздействие внешних факторов на объект; невозможность проанализировать все возможные варианты управления для достижения максимального критерия эффективности.

Решение задачи эффективного управления энергосбережением должно осуществляться путем моделирования проекта в условиях неопределенностей различной природы, неполноты и неточности информации о процессах в промышленных проектах, а также недостаточности и недостоверности знаний для оценок их параметров и характеристик. Моделирование процессов управления энергосбережением в проектах должно осуществлять на основе оценки эффективности энергосберегающих мероприятий и технологий и поиска таких допустимых управляющих воздействий, при которых показатели эффективности проекта достигают своих максимальных значений с учетом влияния внешней среды и при заданных ограничениях.

Жизненный цикл энергосберегающего промышленного проекта состоит из следующих этапов:

● энергетический аудит, целью которого является обследование текущего состояния рассматриваемой энергосистемы и потенциал возможного повышения ее энергетической эффективности;

● разработка и планирование, в результате которого формируются мероприятия и технологии с учетом их энергоэффективности с целью достижения заданных целевых показателей по энергосбережению;

● реализация проекта (оценка эффективности выбранных мероприятий);

● завершение проекта (корректировка и/или дополнение выбранных групп мероприятий с целью достижения целевых показателей в ходе реализации энергосберегающего промышленного проекта).

Состав математической модели, необходимый для описания управления энергосбережением в проектах представлен в таблице.

Состав математической модели управления энергосбережением в промышленных проектах

Этапы жизненного цикла проекта

Процедуры, входящие в состав математической модели

Этап инициации

Оценка текущего состояния исследуемого объекта по потреблению энергии и возможного потенциала повышения его энергетической эффективности

Этап разработки и планирования

Прогнозирование количественных оценок характеристик и параметров проекта, энергосберегающих мероприятий и энергоэффективных технологий.

Осуществляется решение задачи выбора мероприятий и технологий с максимальными показателями эффективности на основе этих количественных оценок и с учетом заданных целевых показателей проекта по энергосбережению

Этап реализации

Сравнение достигнутых результатов и целевых показателей в ходе реализации энергосберегающего проекта. В случае невыполнения целевых показателей выбранная группа мероприятий и технологий корректируется и/или дополняется с учетом значений их показателей эффективности и внешних условий

Завершающий этап

Окончательный расчет показателя эффективности управления энергосберегающими проектами с учетом утилизации мероприятий и технологий

В ходе моделирования управления энергосбережением следует предусмотреть возможность прогнозирования количественных оценок характеристик и параметров проекта на каждом этапе его жизненного цикла. Для корректного моделирования вероятностных и нечетких процессов проекта, рисков и неопределенностей влияния внешней среды необходимо использовать в составе модели методы теории вероятностей и процедуры теории нечетких множеств [7]. Причем выбор вероятностной или нечеткой модели описания процессов зависит от характера представления исходных и текущих параметров энергосберегающего проекта. Для описания частичного отсутствия информации о состояниях процессов промышленных проектов и внешней среды применяются нечеткие параметры. При наличии технических, технологических и экономических рисков параметры процессов целесообразно представлять в виде вероятностных величин. Следовательно, целевые показатели по энергосбережению для каждого этапа проекта задаются в форме вероятностных, или нечетких значений. Для решения задачи оценки показателей эффективности управления проекта целесообразно моделировать в виде связного ориентированного графа, когда в ходе моделирования осуществляется задание параметров энергосберегающих мероприятий и технологий (время выполнения и вероятность перехода между вершинами графа, технологические, технико-экономические и социально-экологические результаты), а также целевых показателей. Такой ориентированный граф взвешен значениями параметров энергосберегающих процессов мероприятий и технологий проекта [5].

Эффективность управления энергосберегающими проектами в промышленности оценивается по технико-экономическим и социально-экономическим показателям. В свою очередь социально-экономические показатели разделены на экономические и социально-экологические показатели. Оценка эффективности по экономическим показателям подробно рассмотрена в [4].

Процесс оценки эффективности управления энергосберегающими проектами в промышленности по технико-экономическим и социально-экологическим показателям иллюстрируется на рисунке.

pic_17.wmf

Оценка эффективности управления энергосберегающими проектами

Анализ показателей энергосбережения характеризует деятельность предприятия по реализации мероприятий, направленных на эффективное использование и экономное расходование топливно-энергетических ресурсов на всех стадиях жизненного цикла проекта, которое может быть осуществлено в результате:

– фактической экономии топливно-энергетических ресурсов;

– снижения потерь топливно-энергетических ресурсов за счет оптимизации промышленных процессов, энергопотребления;

– проведения энергосберегающих мероприятий;

– снижения энергоемкости производства продукции за счет внедрения менее энергоемких схем энергообеспечения;

– использования вторичных энергоресурсов;

– реализации проектов энергосбережения,

– реализации энергосберегающих технологий и т.д. [2];

и оценивается по показателям, характеризующим расходы на энергосберегающие мероприятия и энергоемкость выпускаемой продукции.

Ограничение расходов на использование энергосберегающих мероприятий и технологий имеет вид:

nasyr01.wmf (1)

где zi – расходы, необходимые для функционирования i-го мероприятия и технологии; Z – общая сумма денежных ресурсов, выделенных на достижение целевого показателя по энергосбережению на данном этапе.

Энергоемкость (Эе) оценивается как сумма затрат на все виды топлива, электроэнергию и тепловую энергию, необходимых для производства, технического обслуживания, ремонта, перевозки, хранения и утилизации одного изделия по формуле

nasyr02.wmf (2)

где Zi – затраты на все виды топлива за определенный период времени; N – количество выпущенных изделий за тот период времени [3].

Использование вторичных энергетических резервов, возникающих на промышленных предприятиях, является дополнительным резервом. Расчет экономии топлива за счет использования вторичных энергетических ресурсов показывает степень утилизации вторичных энергоресурсов на промышленных предприятиях и оценивает экономический эффект предприятия.

Следует отметить, что в процессе функционирования мероприятий по разработке и внедрению ресурсосберегающих технологий помимо энергосберегающего результата возникает вторичный социально-экологических эффект, выраженный в снижении негативного воздействия энергоснабжения и энергопотребления на окружающую среду. В частности, в результате энергосбережения уменьшается выброс в атмосферу парниковых газов (водяных паров, углекислого газа, метана, озона, окислов азота, окислов серы), а также содержание вредных веществ в продуктах сгорания, что благоприятно скажется не только на экологии, но и увеличит социальный эффект. Очевидно, что такой экологический эффект будет прямо пропорционален сэкономленному топливу – результату работы энергосберегающих мероприятий и технологий. При этом улучшение экологии приведет к улучшению социальных условий, выраженному в повышении безопасных условий труда на рабочем месте и улучшении качества жизни.

Расчет социально-экологической составляющей необходимо проводить по социально-экологическим показателям, характеризующим величину снижения экологических платежей за природопользование, улучшение качества жизни населения в результате уменьшения выбросов парниковых газов, улучшение качества трудовой жизни в результате проведения оптимизации производства и внедрения энергосберегающих мероприятий.

Вычисление социально-экологической компоненты внешнего эффекта может быть выполнено с помощью методики оценки качества жизни, разработанной С.А. Айвазяном, согласно которой качество жизни осуществляется на основе следующих принципов: всесторонней оценки; комплексности; универсальности; учета специфики объекта исследования и измеряется некоторым интегральным индикатором, включающим в себя соответствующие характеристики качества жизни, которые могут быть представлены стандартными статистическими показателями. Соответственно интегральный показатель качества жизни определяется по формуле [1]

nasyr03.wmf (3)

где Ii – субиндекс i-го локального показателя; xil – значение i-го показателя в l субъекте; xm – среднее значение i-го показателя в федеральном округе; xi – среднее значение i-го показателя в РФ.

Таким образом, управление энергосбережением в промышленных проектах направлено на выбор энергосберегающих мероприятий и технологий с максимальными показателями эффективности для достижения заданных целевых показателей при данных ресурсных ограничениях. При этом показатель эффективности процессов управления необходимо рассчитывать с учетом его технико-экономической и социально-экологической составляющей в условиях неопределенности процессов проекта и внешней среды. Разработанный алгоритм анализа и оценки показателей эффективности имеет практическое значение, так как может быть использован для осуществления анализа и повышения эффективности процессов управления энергосберегающими проектами в промышленности.

Рецензенты:

Заборский Л.Ю., д.т.н., старший инженер ООО «Спецтехреал», г. Москва;

Соловов М.З., д.т.н., д.э.н., эксперт ООО «Спецтехреал», г. Москва.

Работа поступила в редакцию 07.02.2014.


Библиографическая ссылка

Насыров О.М. АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРОЕКТАХ // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 3-2. – С. 272-276;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=33622 (дата обращения: 19.06.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674