К вопросу о необходимости внедрения энергоэффективных технологий при производстве и потреблении электроэнергии Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК 620.9:338.45

К ВОПРОСУ О НЕОБХОДИМОСТИ ВНЕДРЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И ПОТРЕБЛЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Р.Р. ФАРХУТДИНОВ, Г.Н.МАРЧЕНКО

Казанский государственный энергетический университет

В статье рассмотрен вопрос энергопотребления и энергоемкости России, проанализированы основные показатели распределения топливно-энергетических ресурсов в соответствии с принятым распоряжением Правительства о государственной программе «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года»; авторами представлена оценка технического потенциала в различных секторах экономики как Республики Татарстан, так и в целом Российской Федерации.

Ключевые слова: энергетическая стратегия, целевые показатели, первичная энергия, экологическая эффективность, экспорт, энергоресурсы, энергосберегающие решения, энергоемкость, энергетика.

Введение

Несмотря на заметный прогресс в повышении энергетической эффективности в последние годы, Россия по-прежнему принадлежит к странам с относительно высокой энергоемкостью ВВП.

В 1999 - 2009 гг. темп роста реального ВВП России составил 5,4%, в то же время совокупное потребление первичной энергии за указанный период увеличивалось с темпом 0,5%. Это обусловило относительно быстрое снижение энергоемкости ВВП -она снижалась со средним темпом 4% в год, что существенно выше, чем во многих других странах мира. Таким образом, в 1999 - 2009 гг. энергоемкость ВВП снизилась на 41 % (рис.1) [1], [2].

Рис.1. Динамика энергоемкости ВВП России в 1992 - 2009 гг.

При этом на сегодняшний день энергоемкость России все еще существенно превышает средние показатели в развитых странах. Так, удельные затраты первичной энергии на единицу ВВП в 2009 г. были в 2 раза выше, чем в США и почти в 3 раза

© Р.Р. Фархутдинов, Г.Н.Марченко Проблемы энергетики, 2013, № 7-8

100

выше, чем в Японии (рис.2). В десятке указанных стран - крупнейших потребителей энергии в мире - Россия занимает 3-е место по объему валового потребления энергии после Китая и США. Россия потребляет в 1,25 раза больше энергии на единицу ВВП, чем Китай (второе место по энергоемкости экономики в этой десятке), и в 2,9 раза больше, чем Германия (государство с наименее энергоемкой экономикой) [3].

Рис.2. Энергоемкость ВВП по потреблению первичных ТЭР в 2009г.

Душевое потребление энергии в России в 1999 - 2009 гг. выросло на 7% и составило 7,5 т у.т. / чел. в год. Это высокий показатель по сравнению со средним уровнем развитых стран (рис.3).

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Рис.3. Душевое потребление энергии в 2011г., т у.т /чел.

В 2000 - 2007 гг. четыре пятых прироста потребностей экономики в энергетических услугах покрывалось за счет повышения энергоэффективности. Важным фактором снижения энергоемкости стали структурные сдвиги в экономике и рост загрузки производственных мощностей в процессе «восстановительного» роста. При переходе к «инвестиционному» росту в 2005 - 2007 гг. вклад этих факторов резко сократился. За счет внедрения новых технологий энергоемкость снижалась только на 1% в год. Поэтому существенно сократить технологический разрыв с развитыми странами после 1990 г. так и не удалось. Для сокращения разрыва в уровнях энергоэффективности обновление технологий нужно ускорить, чтобы вклад технологического фактора вырос в 2-2,5 раза [4].

Всесторонний анализ потенциала энергосбережения федеральной экономики был проведен в 2011 г. экспертами группы Всемирного банка совместно с Центром по эффективному использованию энергии [3].

По оценкам экспертов, технический потенциал повышения энергетической эффективности в Российской Федерации составляет не менее 45 % от уровня потребления энергии в 2008 г. (480 млн. т у.т). Этот потенциал эквивалентен 57 % добычи нефти или 54% добычи газа в 2008 г. и примерно равен годовому потреблению первичной энергии в таких странах, как Франция, Великобритания и Украина (табл.1) [3].

Для реализации потенциала повышения энергетической эффективности необходимы инвестиции в размере 380 млрд. дол. Данные инвестиции приведут к годовой экономии для конечных потребителей в размере примерно 100 млрд. дол. и могут окупиться всего за четыре года. Эффект для экономики в целом значительно больше 140 - 180 млрд. дол [5].

Таблица 1

Отраслевая структура потенциала энергосбережения Российской Федерации в 2011 г.

Отрасль Потенциал энергии Инвестиции, млрд.долл. Экономия расходов на энергоресурсы в ценах 2011 г., млрд. дол./год

млн. т у.т в % к совокупному потреблению в данном секторе

Жилищный сектор 78,362 49 30-65 15

Промышленность 61,345 38 38 15

Государственные учреждения 22,376 45 - 4.0- 5.5

Транспорт 57,654 43 131-135 23

Электроэнергетика 64,948 34 112 10

Системы теплоснабжения 43,697 22 21-32 8

Политика энергосбережения Российской Федерации до 2020 года

Одной из важнейших причин высокой энергоемкости экономики России являлось отсутствие скоординированной, реально осуществляемой национальной политики. До последнего времени проблеме энергосбережения в России не уделялось достаточного внимания. В 1996 г. был принят Федеральный закон «Об энергосбережении» (ФЗ №28). В «Энергетической стратегии России на период до 2020 года» были предусмотрены меры по экономически эффективному энергосбережению и совершенствованию структуры спроса на энергоносители. Была принята целевая программа «Энергоэффективная экономика» на 2002 - 2005 гг. и на перспективу до 2010 г. Однако и закон, и стратегия носили преимущественно декларативный характер. Средства федеральной целевой программы направлялись, главным образом, в нефтегазовый сектор и атомную энергетику [6].

Среди других причин, обусловивших высокую энергоемкость экономики Российской Федерации, можно назвать:

• недостаточное осознание обществом значимости энергоэффективности;

• недостаточность статистических данных, низкий уровень осведомленности;

• отсутствие четких экономических стимулов для инвестирования в энергосбережение;

• неоптимальная тарифная политика;

• высокие трансзакционные издержки;

• отсутствие конкуренции в секторе энергосбережения.

В последние годы на государственном уровне происходит активизация деятельности в сфере энергосбережения. В 2008 г. в указе Президента РФ [9] была сформулирована задача снижения энергоемкости ВВП России в 2020 г. не менее чем на 40% по сравнению с 2007 г. Законодательной основой для реализации энергосберегающей полититики стал Федеральный закон №261 « Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», принятый в ноябре 2009 г. [6].

В отличие от предыдущего закона «Об энергосбережении», который стимулировал, прежде всего, производителей энергоресурсов, новый закон направлен на стимулирование потребителей энергоресурсов, особенно бюджетных потребителей. Данный закон определяет:

• основные требования энергетической эффективности зданий, строений, сооружений;

• требования энергетической эффективности к обороту товаров и оборудования;

• обязательный характер проведения энергетического обследования;

• обязанности по учету используемых энергоресурсов;

• условия заключения и реализации энергосервисных контрактов;

• штрафы за невыполнение отдельных требований и нормативов энергоэффективности;

• создание государственного реестра данных об энергосбережении и повышении энергетической эффективности;

• формирование системы мониторинга.

Для практической реализации закона требуются разработка и утверждение большого количества подзаконных актов. В распоряжении Правительства РФ от 01.12.2009 г. №1830-р был утвержден план мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности в Российской Федерации, направленных на реализацию закона [5].

Следующим этапом стала разработка и принятие в 2010 г. Государственной программы энергосбережения и повышения энергетической эффективности на период до 2020 г. [4]. Основные и целевые показатели реализации программы приведены в табл. 2 и 3.

Таблица 2

Основные показатели реализации Государственной программы РФ «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 г.»

Показатель 2011-2015 гг. 2011 - 2020 гг.

Суммарная экономия первичной энергии, млн. т у .т 333,95 1124,16

Суммарная экономия природного газа, млрд.м3 108 330

Суммарная экономия электроэнергии, млрд кВт*ч 218 630

Суммарная экономия тепловой энергии, млн Гкал 500 1550

Суммарная экономия нефтепродуктов, млн т. 5 17

Годовая экономия на приобретение энергетических ресурсов, млрд долл 27,2 57,6

Суммарная экономия затрат на энергию, млрд долл 81,3 308,5

Объем финансирования программы, млрд. долл 118 317,7

Таблица 3

Целевые показатели реализации Государственной программы РФ «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года» в ТЭК_

Показатель Факт, 2008 Целевое значение на 2020 г.

Удельный расход топлива на отпуск электроэнергии, т у.т /кВт*ч 233 300

Потери в электрических сетях, % 13 8

Удельный расход топлива на котельных, кг у. т/Гкал 177,1 167,2

Потери в тепловых сетях, % 19 11

В частности, программа «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в теплоснабжении и системах коммунальной инфраструктуры» предусматривает:

• снижение энергоемкости валового внутреннего продукта на 13.5% к 2020 г.;

• объем годовой экономии первичной энергии не менее 195 млн. т у.т. к 2021 г;

• объем суммарной экономии энергии в размере 1124,16 млн. т у.т. в 2011 -2020 гг.

Реализация мероприятий программы в секторе ТЭК предусматривает достижение следующих целевых показателей [4]:

• увеличение КПД ТЭС до 41%;

• снижение доли потерь в тепловых сетях до 10,7%;

• существенное повышение эффективности систем освещения за счет доведения доли энергоэффективных светильников до 99%.

Реализация программы энергоснабжения, оценка потенциала энергоэффективности в Республике Татарстан

В Республике Татарстан были разработаны и реализованы две программы в области энергосбережения и повышения энергоэффективности.

За время реализации первой республиканской целевой программы «Энергосбережение в Республике Татарстан на 2000 - 2005 годы», утвержденной Постановлением Кабинета министров Республики Татарстан от 03.07.2000 г. № 468 было обеспечено снижение энергоемкости ВРП республики на 28 %.

Реализация второй республиканской целевой программы

«Энергоресурсоэффективность в Республике Татарстан на 2006 - 2010 годы», утвержденной Законом Республики Татарстан от 23.03.2006 г. № 24-ЗРТ, за период с 2006 по 2009 год показала, что, несмотря на существующие объективные последствия мирового финансового кризиса, целевые показатели в части энергоэффективности в основном достигнуты и находятся на уровне программных значений, обеспечено снижение энергоемкости ВРП республики на 17 %.

По Постановлению Кабинета министров Республики Татарстан от 29.07.2010 г. № 604 долгосрочная целевая программа «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в Республике Татарстан на 2011 - 2015 годы и на перспективу до 2020 года» [8] разрабатывалась в целях обеспечения рационального использования топливно-энергетических ресурсов за счет реализации © Проблемы энергетики, 2013, № 7-8

энергосберегающих мероприятий, повышения энергетической эффективности на всех стадиях производства электрической и тепловой энергии.

Главными задачами разработки и реализации названной подпрограммы являются:

- обеспечение устойчивого процесса повышения эффективности;

- внедрение энергоэффективных технологий, конструкционных материалов, систем управления энергопотреблением, обеспечивающих реализацию потенциала энергосбережения.

В 2009 г. в Республике Татарстан объем потребления первичных энергоносителей (природный газ, дизельные топливо, бензин, мазут, уголь, покупная электроэнергия) составил 19,29 млн.т.у.т., в том числе: природного газа - 15,47, дизтоплива - 1,76, бензина - 1,57, покупной электрической энергии - 0,1845 млн. т у.т., угля - 9,5 тыс. т у.т.

В Республике Татарстан в 2009 г. из первичных топливно-энергетических ресурсов (природный газ, мазут, уголь) выработано 22,44 млрд. кВтч электрической и 39 млн. Гкал тепловой энергии. При этом выработка электрической энергии и 26,7 млн. Гкал тепловой энергии приходится на ОАО «Генерирующая компания», потребляющее 63 % общего объема первичных топливно-энергетических ресурсов в республике [8].

В состав ОАО «Генерирующая компания» входит шесть энергетических станций, в том числе пять тепловых (Казанская ТЭЦ-1, Казанская ТЭЦ-2, Заинская ГРЭС, Набережночелнинская ТЭЦ, Елабужская ТЭЦ) и одна гидроэлектростанция (Нижнекамская ГЭС). С 01.06.2010 г. Казанская ТЭЦ-3, Нижнекамская ТЭЦ-1, Нижнекамская ТЭЦ-2 не входят в состав ОАО «Генерирующая компания».

Для выполнения своих функций ОАО «Генерирующая компания» решает задачи по эксплуатации, техническому обслуживанию, ремонту и реконструкции оборудования для обеспечения нормального качества отпускаемой энергии (нормирование частоты и напряжения электрического тока, давления и температуры теплоносителя).

Установленная электрическая мощность ОАО «Генерирующая компания» на 01.06.2010 г. составила 4995 МВт. Из них мощность всех теплоэлектростанций - 3790 МВт (75,88 %), Нижнекамской ГЭС - 1205 МВт (24,12 %).

Установленная тепловая мощность - 7305 Гкал/ч, в том числе тепловая установленная мощность водогрейных котлов - 4122 Гкал/ч (56,43 %), котлов-утилизаторов ГТУ - 64 Гкал/ч (0,88 %), отборов турбин - 3119 Гкал/ч (42,69 %).

К настоящему времени основное оборудование компании имеет существенную наработку. Старение и физический износ оборудования являются объективными факторами, которые отрицательно влияют на основные технико-экономические показатели производства.

Вместе с тем, благодаря проводимой работе ОАО «Генерирующая компания» имеет конкурентоспособные показатели энергоэффективности производства (по основным показателям входит в число наиболее экономичных энергосистем страны).

Компания закончила 2009 год со следующими показателями:

- выработка электроэнергии - 21382 млн. кВтч;

- отпуск тепловой энергии - 26827 тыс. Гкал;

- удельный расход условного топлива на отпуск электроэнергии составил 323,9 г/кВтч;

- удельный расход условного топлива на отпуск тепла 174 кг/Гкал;

- потребление топлива в системе составило 9,465 млн. т у.т., доля мазута -3,77 %, доля сжигания угля - 0,05 %.

Общие объемы потребления топливно-энергетических ресурсов для производства по различным отраслям экономики Республики Татарстан приведены в табл. 4.

Таблица 4

Объемы потребления топливно-энергетических ресурсов для производства _продукции по отраслям экономики (т у.т.)_

Наименование отрасли Газ Мазут Уголь Бензин Диз-топливо Электричес кая энергия Тепловая энергия Всего

Экономика - всего 13683211 382410 9525 236812 719478 2225551 3062815 20319802

Промышленность, в том числе: 12288058 379636 7582 54395 120148 1757686 2657498 17265003

энергетика 10287675 340514 5912 11285 10472 377057 62491 11095407

другие отрасли промышленности 2000383 39122 1670 43110 109676 1380629 2594950 6169539

Строительство и жилищно-коммунальное хозяйство 446924 1925 176 43373 118792 31855 63571 706616

Транспорт и связь 782239 149 404 58893 234513 284974 56798 1417970

Сельское хозяйство 66205 248 466 42918 208308 64327 99986 482457

Прочие 99785 452 897 37233 37717 86709 184963 447757

Структура общего потребления топливно-энергетических ресурсов по отраслям экономики Республики Татарстан показана на рис. 4.

Рис.4. Структура общего потребления топливно-энергетических ресурсов по отраслям экономики Республики Татарстан: промышленность - 63%; ЖКХ-18%; транспорт

и связь - 12%; прочие - 7%

Проведенный анализ позволяет сделать следующие выводы.

Для повышения энергетической и экологической эффективности предприятий и организаций республики необходима модернизация существующей технологической базы на основе внедрения современных инновационных энергоресурсо-сберегающих технологий, позволяющих существенно снизить техногенную нагрузку на окружающую среду.

Для этого необходимо решить следующие задачи:

• определить экономически целесообразный потенциал повышения энергетической и экологической эффективности на основе внедрения инновационных технологий и оборудования;

• определить направления развития инновационных технологий, позволяющих достичь наибольшего эффекта;

• разработать мероприятия по организации инновационной деятельности.

На фоне развития российской энергоемкой экономики ведутся переговоры, заключаются все новые договора по экспорту первичных топливно-энергетических ресурсов в зарубежные страны.

По различным прогнозам к 2020 г. потребление нефти возрастет в 1,2-1,5 раза. Россия, активно участвуя в международной торговле энергоресурсами, является одним из крупнейших игроков на мировой энергетической сцене (табл. 5).

Таблица 5

Экспорт энергетических ресурсов из России

Ресурсы 2005 2010 2015 2020

Всего, млн. т у.т. 530-575 530-600 550-600 565-585

- нефть и нефтепродукты, млн. т 160-175 155-180 155-170 150-165

- природный газ, млрд. м3 245-260 245-275 260-280 275-270

- уголь, млн. т у.т. 14-18 15-20 15-21 18-20

- электроэнергия, млрд. кВт ч 22-25 30-35 35-55 40-75

Российские запасы энергетических ресурсов существенно истощаются. Данный факт неизбежно приведет к энергетическому кризису, что столкнет российскую экономику с необходимостью сбережения оставшихся энергетических ресурсов для поддержания стабильной экономики на внутреннем рынке страны. Кроме того, существуют другие трудности. Например, при планировании перехода на угольные ресурсы мы сталкиваемся, во-первых, с проблемой нанесения колоссального экологического вреда, а во-вторых, с проблемой транспортировки, так как в России основные запасы угля сосредоточены на востоке, а основное потребление - в европейской части.

Вывод

Необходимость внедрения энергоэффективных технологий как в производстве, так и в потреблении электроэнергии имеет принципиальное значение для экономики страны в целом. В то же время с учетом того, что строительство и жилищно-коммунальный сектор в структуре общего потребления топливно-энергетических ресурсов составляет почти пятую часть, целесообразно начать разработку и внедрение новых технологий именно в эту сферу структуры общего потребления топливно-энергетических ресурсов для получения эффективного результата в самой ближайшей перспективе.

Summary

The article addressed the issue of energy consumption and energy intensity of Russia, the main indicators analyzed the distribution of fuel - energy resources in accordance with the order of the government of the state program "Energy saving and

energy efficiency for the period up to 2020", the authors provide an assessment of technical capacity in various sectors of the economy as Tatarstan and the Russian Federation as a whole.

Keywords: energy strategy, targets, primary energy, eco-efficiency, exports, energy, energy-saving solutions, energy, energy.

Литература

1. Статистический обзор мировой энергетики. 2010 г.

2. О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики :Указ Президента РФ №889 от 04.06.2008 г.

3. Энергоэффективность в России : скрытый резерв: доклад / Мировой Банк, Международная финансовая корпорация и ЦЭНЭФ. М., 2008 г.

4. О государственной программе Российской Федерации «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года» : Распоряжение Правительства РФ № 2446-р от 27.12.2010 г.

5. План мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности в Российской Федерации, направленных на реализацию Федерального закона «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Распоряжение Правительства РФ №1830-р от 01.12.2009 г.

6. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года: утв. Распоряжением Правительства РФ №1715-р от 13.11.2009.

7. Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации: Федеральный закон №261-ФЗ от 23.11.2009 г.

8. Долгосрочная целевая программа «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в Республике Татарстан на 2011-2015 годы и на перспективу до 2020 года»: утверждена Постановлением Кабинета министров Республики Татарстан от 29.07.2010 г. № 604.

Поступила в редакцию 03 июля 2013 г

Фархутдинов Рамиль Расихович - аспирант кафедры Экономика и организация производства (ЭОП) Казанского государственного энергетического университета (КГЭУ). Инженер по эксплуатации сооружений и энергетического оборудования компании ООО «ТрансТехСервис». Тел: 8 (917) 894 07 27. E-mail: [email protected].

Марченко Герман Николаевич - д-р, техн. наук, академик Российской академии технологических наук, член-корреспондент Академии наук Республики Татарстан; Заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации. Тел: 8(843)554-53-74.