Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) для любых государств является одной из основ развития экономики современного общества. Для Республики Беларусь оптимальное развитие и функционирование ТЭК является важнейшей составляющей государственной деятельности, т.к Беларусь относится к числу государств с дефицитом собственных энергоресурсов. Важность оптимального функционирования и поступательного развития ТЭК подтверждается и тем, что затраты на обеспечение потребителей энергетическими ресурсами составляет около тридцати процентов внутреннего валового продукта. Кроме того, основные фонды всех отраслей топливно-энергетического комплекса составляют примерно четверть от производственных фондов промышленности страны в целом.
Топливно-энергетический комплекс Республики Беларусь включает системы добычи, переработки, транспорта, хранения, производства, распределения и учета всех видов энергоносителей.
Основной задачей топливно-энергетического комплекса является надежное и бесперебойное обеспечение потребителей республики топливом и энергией. ТЭК является частью единой народно-хозяйственной системы, связан со всеми отраслями народного хозяйства структурно, функционально и экономически.
Для стран, подобных Беларуси, не имеющих достаточно собственных энергоресурсов, энергосбережение следует считать крупным потенциальным источником энергии. Поэтому это всемерное развитие местных видов топлива и нетрадиционных источников энергии, а также повсеместное внедрение энергосберегающих технологий является одним из важнейших направлений деятельности ТЭК. Система энергосбережения предполагает рациональное энергоиспользование во всей цепи — от добычи, транспорта, до конечного потребления подведенной энергии. Поэтому чрезвычайно важно то, как организовано управление ТЭК. Цель управления заключается в обеспечении бесперебойного и эффективного удовлетворения растущих потребностей общества во всех видах энергии и топлива при минимальном отрицательном влиянии на окружающую среду. Условие достижения этой цели — согласованное развитие и функционирование всех подсистем топливно-энергетического комплекса и системы энергосбережения.
Республиканским органом государственного управления, реализующим функции государственного регулирования по обеспечению топливно-энергетическими ресурсами является Министерство энергетики Республики Беларусь (Минэнерго), которое было создано сравнительно недавно – в канун 2002 года. В его подчинении находятся три структуры: Белорусское государственное предприятие по транспортировке газа «Белтрансгаз», Белорусский государственный энергетический концерн «Белэнерго», Белорусский концерн по топливу и газификации «Белтопгаз». Кроме названных структур в состав ТЭК входит Белорусский государственный концерн по нефти и химии «Белнефтехим», подчиненный непосредственно Совету Министров Республики Беларусь.
Целью деятельности Министерства энергетики является удовлетворение потребностей всех потребителей во всех отраслях народного хозяйства в электрической и тепловой энергии, природном газе, жидких и твердых видах топлива при обеспечении энергетической безопасности страны и соблюдении экологического законодательства. Для достижения указанной цели Минэнерго проводит соответствующую организационную, правовую, экономическую, социальную, научно-техническую и информационную политику в соответствии с законодательством Республики Беларусь и международным правом. В этом отношении Минэнерго тесно взаимодействует с другими республиканскими органами государственного управления, исполнительными комитетами и администрациями по подготовке и реализации предложении и конкретных мер по реализации энергетической политики государства.
Концерн «Белэнерго» вырабатывает для потребителей тепловую и электрическую энергию. В его подчинении находятся все республиканские унитарные предприятия по выработке тепла и электричества, где трудится свыше 63 тысяч человек. В дополнение нужно отметить, что кроме названных предприятий, большое количество котельных находится в ведении коммунальных служб, ряд котельных и ТЭЦ – в ведении предприятий.
Концерн «Белтоптаз» (создан в 1992 году) – это структура, занимающаяся снабжением потребителей природным и сжиженным газом, а также твердым топливом. Концерн обслуживает промышленные предприятия (в том числе и энергетического сектора), объекты социального и коммунального назначения, сельскохозяйственный сектор, подает газ в квартиры и жилые дома; отвечает за производство топливных брикетов и других видов топлива. Соответственно, проектирование, строительство и эксплуатация газовых сетей – также компетенция концерна «Белтопгаз».
Государственное предприятие по транспортировке и поставке газа ОАО «Белтрансгаз» отвечает за оптовую поставку природного газа в республику и за транзит газа, который следует в Западную Европу, Балтию, Украину по белорусской газотранспортной системе. «Белтрансгаз» располагает системами магистральных газопроводов и значительными мощностями по транспортировке газа. Так, например, в 2000 году объем транспортируемого газа составил 41,8 млрд. м3, из них 16,5 млрд. м3 -потребителям Республики Беларусь. Остальное количество — транспортные поставки за рубеж. Кроме того, в ведении ОАО «Белтрансгаз» два подземных хранилища газа.
Вся добыча нефти и попутного газа находится в ведении концерна «Белнефтехим».
Топливно-энергетический комплекс Республики Беларусь представляет собой сложную совокупность больших, непрерывно развивающихся производственных систем. Это добыча торфа и производство торфобрикетов; нефте-газодобыча и нефтепереработка; заготовка и закупка недостающих энергоресурсов; разветвленная сеть газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов; производство, передача и распределение электрической и тепловой энергии.
Ядром топливно-энергетического комплекса и одной из базовых отраслей экономики Республики Беларусь является электроэнергетика. Ведущая роль в производстве электрической энергии в республике принадлежит тепловой энергетике, представленной 22 крупными тепловыми электростанциями. Кроме того в электроэнергетическую систему входят гидроэлектростанции и около десятка крупных электростанций на промышленных предприятиях. Суммарная мощность белоруской электроэнергетики составляет свыше 7 млн.кВт, что полностью покрывает нужды нашей республики в электрической энергии. На сегодняшний день белорусский электроэнергетический комплекс – это высоко-автоматизированная система, объединенная общим режимом работы и единым центром управления. Электроэнергетика республики связана с энергетическими системами России, Польши, стран прибалтийского региона, Украины. Это высокотехнологичный постоянно развивающийся современный комплекс, обеспечивающий непрерывный процесс производства, передачи, распределения и сбыта электрической энергии.
Топливная промышленность Беларуси представлена предприятиями по добыче и переработке нефти и торфа, среди которых доминируют крупнейшие нефтеперерабатывающие предприятия.
Вся добыча нефти и природного газа сосредоточена в концерне «Белнефтехим». Объем добычи нефти в нашей стране составляет около 1,8 млн. тонн в год. Этого достаточно для удовлетворения потребностей республике в нефти на 12-15%. Поэтому основная часть нефтепродуктов завозится из-за пределов республики.
Беларусь располагает значительными мощностями по переработке и транспортировке нефти. Например, мощности Мозырского и Новополоцкого нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) составляют 41 млн. т в год. Магистральные нефтепроводы связывают нефтеперабатывающие заводы с нефтедобывающими регионами Западной Сибири. По южной ветке нефть поставляется из Самары через Брянск на Мозырский НПЗ. Часть нефти поступает транзитом на Дрогобычский НПЗ (Украина) и через Брест — на Плоцкий НПЗ (Польша). По северной ветке нефть поступает из Ярославля на Новополоцкий НПЗ, а затем на Мяжейкяйский НПЗ (Литва) и в Вентспилский порт (Латвия).
Продолжается развитие сети магистральных и распределительных газопроводов. Протяженность магистральных газопроводов — свыше 6 тыс. км. Транспорт газа по ним обеспечивают 7 компрессорных станций суммарной мощностью 710 МВт. Распределение газа по потребителям в стране осуществляется от 193 газопроводов-отводов через систему распределительных газовых сетей 122 газораспределительными станциями.
Добычу и переработку торфа в республике свыше четырех десятков предприятий, которые производят торфяные брикеты, торф кусковой, торфяные питательные смеси. Ежегодная добыча составляет около 3 миллионов тонн торфа, большая часть которого используется в энергетических целях.
Суммарная установленная мощность всех энергоисточников Беларуси достаточна для полного самообеспечения республики тепловой и электрической энергией. Однако, многим энергопроизводственным системам приходится работать на импортируемом энергетическом сырье.
Факторы определяющие необходимость энергосбережения
Энергосбережение имеет важное значение для развития мировой экономики и в особенности для развития экономики Республике Беларусь. Рассмотрим основные факторы, определяющие необходимость экономии топливно-энергетических ресурсов в мире и в нашей стране.
Постепенное истощение запасов природного органического топлива, которое в настоящее время является основой мировой энергетики. Выработка и потребление энергии в мире возрастает чрезвычайно быстрыми темпами, удваиваясь примерно каждые 10-15 лет, несмотря на меры по ограничению потребления ТЭР, предпринимаемые мировым сообществом. Это обусловлено общим ростом производства и транспортных перевозок, а также повышением уровня жизни и потребления в современном обществе. Общее потребление топлива в мире в 2000 году составило примерно 17 Гигатонн условного топлива. По оценкам специалистов за последние 30-35 лет человечество израсходовало столько энергии, сколько и за предыдущие 20 столетий. Возникает закономерный вопрос за счет каких ресурсов покрываются сегодня и будут покрываться в будущем столь высокие энергетические потребности общества.
На сегодняшний день основу энергетики большинства стран, в том числе и Беларуси, составляют так называемые традиционные энергоресурсы. К ним относятся в первую очередь органическое (уголь, нефть и природный газ) и неорганическое (урановые руды) топливо. Доля органического топлива в энергетическом балансе является определяющей и составляет более 70%. Удельный вес атомной энергетики в среднем в мире составляет около 10-15%, хотя для некоторых стран, например, Бельгии или Франции эта цифра на уровне 60-70%. Вклад традиционной гидроэнергетики также на уровне 10-15%, и если гидроэнергия относится к неисчерпаемым энергоресурсам, то практические возможности ее использования зачастую ограничены даже в силу неблагоприятных горно-геологических условий.
Доля альтернативных возобновляемых источников энергии в общем количестве вырабатываемой энергии на сегодняшний день примерно на уровне 5 % и в ближайшее время не превысит 10 %, и они не смогут существенно изменить общую ситуацию с потреблением топлива. Кроме того, много топлива используется напрямую — при выплавке и обработке металла, в двигателях транспортных средств, для приготовления пищи на газовых плитах и т.д.
Таким образом, основа энергетики – это ископаемые невозобновимые в обозримом будущем виды топлива. На сегодняшний день уже имеются четкие обоснованные и, к сожалению неутешительные, прогнозы специалистов, когда же человечество исчерпает традиционные виды топлива. Эти прогнозы могут быть в некоторой степени приближенными или неточными, но сам факт их существования заставляет задуматься о необходимости снижения уровня потребления энергии, экономии ТЭР и развитии альтернативной энергетики.
Альтернативные энергоисточники на сегодняшний день не в состоянии стать основой энергетики. Исчерпаемость традиционных углеродсодержащих видов топлива привела к повышенному интересу к нетрадиционным источникам энергии. Порой встречаются утверждения, что многие возобновляемые нетрадиционные источники энергии могут заменить традиционные и позволят выйти из сложившейся ситуации. Однако естественные науки лишают эту слепую веру всякой основы, по крайней мере на ближайшее будущее. Рассмотрим несколько примеров возобновляемых и альтернативных видов энергии.
Солнечная энергия. На первый взгляд использование солнечной энергии весьма перспективно. Несомненно, этот вид энергетики имеет свои преимущества, однако в действительности с технической точки зрения на сегодняшний день и в ближайшем будущем солнечная энергия не может стать основным компонентом крупной энергетики. Этот вывод основан на том, что на 1 м2 земной поверхности поступает энергетический поток весьма низкой плотности. Если, к примеру, считать, что в Беларуси треть дней в году солнечные и станции работали бы по 10 часов в день, то для достижения существующего уровня производства (потребления) только электроэнергии эти электростанции занимали бы более 1/6 части всей территории страны. Причем данная оценка справедлива при 100%-ой эффективности светоэлектрических преобразователей. Сейчас же КПД таких установок не превышает 10-15%, поэтому площадь солнечных электростанций превысила бы всю площадь Беларуси. Кроме того, для производства элементов такой системы не хватило бы мощностей не только всей полупроводниковой промышленности страны, но и мира. Затраты на создание и поддержание работы таких станций оказались бы чрезвычайно велики. На сегодняшний день стоимость 1 кВт/ч гелиоэлектричества в 3-5 раз дороже, чем при производстве на традиционных энергоустановках.
Энергия ветра, течений рек, приливов, геотермальная энергетика. Похожие трудности и ограничения возникают при использовании и этих видов энергии. Плотность потока ветровой энергии и эффективность механоэлектрических преобразователей энергии ветра так же невелики и площадь, занимаемая ветроэлектростанциями оказалась бы огромной. Кроме того, непостоянство силы и направления ветра затрудняет его использование.
Идея использования морских приливов и течений рек хоть и выглядит привлекательной, однако и в этих случаях малый удельный поток энергии не позволяет переоценить возможности этих источников. Возможности же геотермальной энергетики ограничены горно-геологическими условиями и для большинства регионов планеты оцениваются весьма скромно.
Энергия термоядерных реакций. Все надежды на энергетическое будущие часто связывают с управляемой термоядерной реакцией. Как известно термоядерная реакция сопровождается выделением огромного количества энергии. Неуправляемая термоядерная реакция была осуществлена в 1952 году, и сразу же появились надежды, что будет осуществлена управляемая термоядерная реакция. В этом случае энергетическая проблема человечества была бы решена – запасы сырья практически неисчерпаемы, большой энергетический выход, мало отходов. Однако уже прошли десятилетия, и человечество также далеко от управляемой термоядерной реакции в макроскопических масштабах, как и ранее, не смотря на то, что на разработки и исследования в данной области затрачиваются огромные средства.
Приведенное выше обсуждение нетрадиционных источников энергии свидетельствует о том, что на сегодняшний день по техническим, экономическим и природным причинам нет полной альтернативы традиционным видам энергетического сырья. Это не означает, что не нужно развивать альтернативную энергетику, наоборот, ее нужно использовать в полной мере. При этом важнейшее внимание нужно уделять рациональному использованию и экономии топлива и энергии.
Серьезные экологические проблемы, возникающие не только при использовании энергетического сырья, но и при его добыче, обработке, транспортировке, захоронении его отходов.
Выбрасываемые при сжигании топлива в атмосферу вещества (СО2, N2O,) и продукты их химических превращений в атмосфере приводят к разрушению озонового слоя, усилению парникового эффекта, появлению кислотных дождей. Увеличивая рост эмиссии углекислого газа, человечество вносит свою долю в общее повышение температуры земной поверхности и изменение климата. Существующие методы очистки не могут полностью ликвидировать негативные последствия выбросов. Одновременно загрязняются и поверхностные водоемы — как за счет их нагрева, так и при промывке продуктов сгорания. Тля тепловой энергетики характерно также шумовое, тепловое и электромагнитное загрязнение окружающей среды. Такое же воздействие оказывают и энергетические объекты, не дающие вредных выбросов в атмосферу – атомные и гидроэлектростанции. Все эти нежелательные явления оказывают либо прямое, либо косвенное негативное воздействие на организм человека, изменяя его среду обитания.
Кроме постоянного, так сказать «планируемого» загрязнения, все чаще происходят чрезвычайные случаи, таких как разливы нефти при авариях танкеров, разрывах нефтепроводов, утечки газов из емкостей, самовозгорание запасов угля и т.д. Многие из них не только наносят вред окружающей среде, но и представляют опасность для жизни и здоровья людей.
Энергосбережение экономически выгодно. С экономической точки зрения капитальные затраты на мероприятия по энергосбережению в 2-3 раза меньше по сравнению с капитальными затратами, необходимыми для выработки эквивалентного дополнительного количества энергии.
По мере истощения запасов разрабатываемых месторождений происходит усложнение добычи и увеличение стоимости природного органического топлива. Вновь открываемые месторождения требуют больших затрат на их освоение и прокладку магистралей для транспорта топлива. Рост потребления и усложнение добычи приводят к росту цен на топливо. Так, в 2000 году в мире наблюдалось беспрецедентное повышение цен на нефть, которое повлекло за собой рост цен на другие энергоносители. По оценкам многих экспертов откат цен на топливо до уровня 1999 года вряд ли возможен, и их рост в долгосрочной перспективе будет продолжаться. Результатом роста цен на топливо становится рост цен на товары и услуги и общее замедление темпов экономического роста, либо прямое снижение жизненного уровня. Таким образом затраты на добычу первичного топлива гораздо существеннее, чем затраты на экономию энергии в местах ее использования.
Кроме того, не нужно забывать, что, например, нефть является ценным сырьем для целой отрасли народного хозяйства – химической промышленности, что также обуславливает необходимость рационального ее использования.
Большие потери энергии по ходу энергетического потока. К сожалению коэффициент полезного использования первичного энергосырья далек от 100% (рис.1.1). Это обусловлено несовершенством используемых технологий и оборудования, неудовлетворительной организации работ, учета и контроля и по ряду других причин, приводящих к неэффективному использованию и потерям топлива и энергии при их добыче, переработке, транспортировке, преобразовании, потреблении и утилизации.
Как видно из приведенной на рис. 1.1 схемы более половины добываемых энергоресурсов теряется безвозвратно, за исключением небольшого количества ныне используемых вторичных энергетических ресурсов. Современное общество крайне нерационально использует имеющиеся в эго распоряжении энергоресурсы. Потенциал энергосбережения очень велик и проблема экономии топлива и энергии актуальна на каждом этапе по ходу энергетического потока.
Социальный и эволюционно-исторический факторы также обуславливают необходимость энергосбережения. Численность и плотность населения постоянно растут. При этом на фоне возрастающего потребления энергии становится все труднее находить районы для строительства АЭС, ГЭС и других предприятий топливно-энергетического комплекса, где производство энергии было бы рентабельно и безопасно для окружающей среды. Общеизвестны факторы роста онкологических и других тяжелых заболеваний в районах расположения АЭС и крупных предприятий топливно-энергетического комплекса, хорошо известен вред наносимый гигантскими равнинными ГЭС, — все это увеличивает социальную напряженность. Кроме того, в связи с ограниченностью топливных ресурсов на Земле, а также экспоненциальным нарастанием катастрофических изменений в атмосфере и биосфере планеты, существующая традиционная энергетика представляется тупиковой и для современного общества необходимо немедленно начать постепенный переход на альтернативные источники энергии при жесткой ориентации на энергосбережение в переходном периоде.
Особую актуальность вопросы энергосбережения имеют для Беларуси.
Беларусь не располагает значительными запасами органического топлива Известно, что Беларусь – одно из государств, недостаточно обеспеченных собственными топливно-энергетическими ресурсами, и в первую очередь традиционными видами энергетического сырья. Около 85% потребляемых ТЭР республика вынуждена импортировать, что делает особенно уязвимой экономику от условий предложения внешних поставщиков. В этих условиях республика вынуждена искать альтернативные источники энергообеспечения. Необходима поэтапная мобилизация местной энергосырьевой базы при одновременной ориентации всех отраслей народного хозяйства на энергосбережение.
Мобилизация местной энергосырьевой базы – дело не быстрое, требующее средств, проведения анализа и технико-экономического обоснования. Доля местных топливно-энергетических ресурсов (нефть, попутный газ, торф, дрова и другие виды) в топливно-энергетическом балансе республики находится на уровне 15%. Эта цифра может быть увеличена за счет более интенсивного и более эффективного использования местных ТЭР. Рассмотрим такие возможности.
Нефть в Беларуси была открыта в 1956 году в Припятской впадине. Всего в республике к сегодняшнему дню добыто свыше 100 миллионов тонн нефти. При сохранении нынешних темпов добычи разведанных и разрабатываемых месторождений хватит примерно на 30-35 лет. Таким образом, рассчитывать на действующие месторождения не приходится. Перспективны на нефте- и газоносность Оршанская и Брестская впадины. Однако, даже если исходить того, что в дальнейшем в этих областях будут введены в эксплуатацию крупные месторождения, то на ближайшие годы, т.е. время освоения месторождений, сооружения транспортных магистралей и создания необходимой инфраструктуры, объективные предпосылки увеличения добычи нефти отсутствуют.
Республика Беларусь располагает запасами и так называемого низкосортного топлива: горючих сланцев, бурого угля, торфа.
Запасы, горючих сланцев составляют около 11 млрд.т, однако месторождения не разрабатываются. Причиной этого является необходимость решения ряда объективных проблем. Например, стоимость энергетических продуктов, получаемых из горючих сланцев на традиционном оборудовании достаточно высока, а в результате их использования возникают огромные золоотвалы, наносящие серьезный экологический ущерб.
Разработка месторождений бурых углей не рекомендована республиканской экологической комиссией, поскольку возможный экологический ущерб значительно превысит получаемые выгоды.
Основные запасы торфа залегают в месторождениях, используемых сельским хозяйством или отнесенным к природоохранным объектам. Таким, образом без пересмотра направлений использования имеющихся природных ресурсов более широкое использование торфа в энергетических целях нереально.
Возобновляемые источники: энергия и солнца и ветра, древесина, сельскохозяйственные и бытовые отходы, малая гидроэнергетика, ¾ находятся разной стадии разработки.
Наибольшее практическое значение солнечная энергия для Беларуси имеет в комбинации с другими альтернативными источниками энергии, например, ветровой.
Ветровая энергия реально может быть использована на севере витебской области и на возвышенностях около Минска, возможно использование вертоэнергии и в других зонах. Однако для получения объективной оценки о возможности изъятия полного ветропотенциала требуется завершить цикл экспериментальных исследований и определить необходимые инвестиции для развития названного направления. Сказанное справедливо также практически для всех видов альтернативной энергетики, используемых в республике.
Использование многих нетрадиционных энергоисточников (отходы растениеводства, бытовые отходы, водородная энергетика и т.д) зачастую является принципиально новыми направлениями энергосбережения, опыт массового применения которых в нашей стране отсутствует.
Таким образом, для мобилизации местной энергосырьевой базы с целью снизить зависимость республики от внешних поставок ТЭР требуется проведение научно-исследовательских, экспертных опытно-конструкторских работ, анализа экономической и экологической эффективности, необходимо затратить существенные материальные средства и время. При этом альтернативой в ближайшие годы может быть только энергосбережение.
Энергосбережение – неотъемлемый спутник на пути поэтапного технического перевооружения энергетического хозяйства страны. Топливно-энергетический комплекс Беларуси ранее формировался в составе бывшего СССР при наличии относительно дешевых топливно-энергетических ресурсов, что не всегда способствовало проведению жесткой политики энергосбережения и не стимулировало интенсивное внедрение энергосберегающих технологий и оборудования. Однако, несмотря на это, белорусская энергосистема в период с середины 60-х и до начала 90-х годов была одной из самых эффективных в составе СССР. Это было достигнуто за счет ввода в эксплуатацию нового более эффективного оборудования, увеличения доли выработки энергии по теплофикационному циклу, внедрению высокоэффективных мероприятий на действующем оборудовании и наведению производственной дисциплины. После развала СССР проблема технического переоснащения крайне обострилась. К середине 90-х в энергетике эксплуатировалось более половины основного и вспомогательного оборудования, исчерпавшего свой технический ресурс. Наметилась постепенная техническая деградация базовой энергетической инфраструктуры. Эффективное использование ТЭР в таких условиях было весьма нелегкой задачей. Однако, начиная с 1996 года, государство начинает активно разрабатывать и реализовывать энергетическую политику с целью модернизации и трансформации всего топливно-энергетического комплекса, совершенствования схемы управления им, повышения коэффициента полезного использования энергосырья. По оценкам ученых на модернизацию до 2010 года потребуются огромные средства, кроме того, это процесс поэтапный и охватить сразу все проблемные места невозможно – ввод в действие новых, современных энергетических объектов требует еще и времени. Выходом из создавшейся ситуации может быть энергосбережение.
Высокая энергоемкость валового внутреннего продукта. На сегодняшний день Республика Беларусь производит огромное количество промышленной продукции, конкурентоспособность которой напрямую зависит от ее стоимости. К сожалению, расход энергии на единицу выпускаемой продукции (оказываемых услуг) в республике более чем в два раза выше по сравнению с наиболее индустриально развитыми странами. Это приводит к тому, что при прочих равных условиях, стоимость белорусских товаров и услуг оказывается выше за счет стоимости затраченной энергии. Для Беларуси это является весьма актуальной проблемой, т.к. республика около 80% всей своей продукции стремится экспортировать. При этом вырученные средства идут на закупку энергии и сырья.
Как можно видеть из приведенной схемы, снижение удельного энерго-, а также и ресурсопотребления, позволяет тратить средства не на закупку энергии и сырья, а на внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий и оборудования. Поэтому, экономия топлива и энергии в сфере материального производства, услуг и быта способствует повышению конкуренто-способности нашей страны на внешнем рынке, более устойчивому развитию экономической системы и повышению уровня благосостояния общества в целом. Отсюда вытекает еще один фактор в пользу энергосбережения: экономия ТЭР – один из механизмов повышения эффективности экономической системы. Важнейшим путем обеспечения устойчивого развития страны является оптимизация энерго- и ресурсопотребления на основе энерго- и ресурсосберегающих экологически чистых технологий.
Экономия энергии неразрывно связана не только с состоянием окружающей среды, но и со сбережением ресурсов. На добычу руды и выплавку металла, на производство бумаги, ткани, пищевых продуктов требуется значительное количество топлива, тепловой и электрической энергии. Важнейшим ресурсом, который можно и нужно экономить, является вода. Экономия ресурсов во всех отраслях хозяйственной деятельности влечет за собой существенную экономию первичного топлива. Энергосбережение — это не только техническая проблема. Она имеет и социальную и воспитательную сторону. Следует помнить, что впустую тратить энергию, питьевую воду, металл, другие ресурсы не менее аморально, чем выбрасывать хлеб. Их выработка требует не меньше труда, а холод и отсутствие света не менее страшны для человека, чем голод.
Энергосбережение может явиться одним из главных рычагов для подъема экономики, однако повсеместное применение энергосберегающих мероприятий должно сопровождаться их всесторонним и серьезным анализом. И этот анализ должен включать не только технико-экономический анализ эффективности энергосберегающих мероприятий у одного конкретного потребителя энергии. Необходимо знать, как скажутся эти мероприятия на работе источника теплоты и других потребителей, на работе сетей теплоснабжения. Возможны такие негативные последствия как работа мощностей у источников энергии на неноминальных режимах (с уменьшением к.п.д. и срока службы), разбалансировка тепловых сетей и т.д. Одновременно необходимо рассматривать технологические, экологические, социальные последствия внедрения энергосберегающих мероприятий. Таким образом, вопросы энергосбережения необходимо рассматривать в комплексе, то есть при их решении необходим так называемый системный подход. Это задача довольно сложная, требующая для своего решения координированных действий и решать ее локально – значит зачастую тратить время и ресурсы с низкой эффективностью и отдачей. Поэтому в вопросе оптимизации ресурсо-и энергопотребления особая роль отводится государству, т.к. только государство может создать необходимые инфраструктуру и условия для деятельности производителей и потребителей ТЭР, нормативно-правовую базу и финансово-экономический механизм энергосбережения.
Энергосбережение на транспорте и при организации перевозок
Значительными резервами экономии энергоресурсов обладает транспорт. Экономия топливно-энергетических ресурсов в сфере транспорта может осуществляться:
1) на стадии проектирования;
2) на стадии эксплуатации транспортных средств;
3) путем оптимального планирования и организации перевозок.
При проектировании транспортных средств в первую очередь следует обратить внимание на создание экономичных двигателей, в том числе использующих нетрадиционные виды топлива или электроэнергию. Кроме того, силовые установки (двигатели) транспортных средств должны удовлетворять жестким требованиям экологического законодательства. Уже созданы и апробируются концептуальные транспортные средства, использующие в качестве топлива водород, спирты, биотопливо, электроэнергию и солнечную энергию.
Перспективным является использование аккумулирующих систем на транспорте. Например, при движении автомобиля под уклон или торможении энергия накапливается в гидравлическом, электрическом или каком-либо ином аккумуляторе, установленном на транспортном средстве. Эту энергию затем можно использовать для привода автомобиля в движение на определенном участке пути. Идея возврата (рекуперации) энергии реализована на железнодорожном транспорте. Так, например, тяговые двигатели электропоездов при торможении переходят генераторный режим, возвращая тем самым в контактную сеть до 10-15% энергии. Эта идея особенно эффективна в метрополитене, где режим работы – «разгон-торможение» – без движения накатом.
На водном транспорте снова наметилась тенденция использования энергии ветра. При наличии ветра суда приводятся в движение при помощи специальных турбинных веродвигателей. При отсутствии ветра используется традиционная силовая установка.
Значительной экономии энергии на транспорте можно достичь путем снижения массы транспортных средств. Над этой задачей помтоянно работают конструкторы.
Направления энергосбережения на стадии эксплуатации рассмотрим на примере автомобильного транспорта.
На стадии эксплуатации часть топливно-энергетических ресурсов удается сберечь за счет личного мастерства водителей. Но для этого нужны обучение и мотивация водителей. Это особенно важно, если поступят на вооружение парков новые транспортные средства. Например, новый дизельный двигатель работает на более низких оборотах, чем предыдущий, и требует совершенно другого стиля вождения.
Хотя система подготовки водителей существует, многие водители получили слабую подготовку по экономии топлива и не знают:
· зависимость расхода топлива от скорости;
· зависимость расхода топлива от работы двигателя;
· наиболее эффективное использование многоскоростной коробки передач.
Семинары по экономии топлива могут проводиться инструкторами автобусных и грузовых парков. Однако первоначально они сами должны пройти подобный курс и гарантировать, что основные современные технические приемы и принципы будут донесены до водителей. Эффективность обучения повысится с использованием специальных учебных транспортных средств, оснащенных расходомером топлива.
Существенные этапы программы обучения экономии топлива следующие:
· начальная оценка действий водителя по экономии топлива и техники вождения;
· занятия по принципам экономии топлива в классе;
· демонстративный заезд инструктора по маршруту;
· повторный заезд ученика по маршруту под руководством инструктора;
· оценка действий ученика инструктором;
· рекомендации инструктора по повышению экономии топлива;
· обеспечение стандартных рекомендаций по экономии топлива;
· регулярная оценка действий водителя после прохождения образовательного курса.
Важно поддерживать водителей в любых их устремлениях увеличить экономию топлива.
Выбор транспортных средств является важным аспектом обеспечения энергетической эффективности грузовых перевозок. Транспортное средство должно быть выбрано согласно грузоподъемности и технической характеристике. Одна из проблем стареющих парков — небольшой выбор транспортных средств. Например, это приводит к осуществлению небольших объемов грузоперевозок транспортом гораздо большей грузоподъемности, чем требуется. Среднее потребление топлива возрастает с размерами и весом транспортных средств – налицо бесполезный расход топлива. Выбор транспортных средств также важен и в пассажирском транспорте, но, тем не менее, часто встречается ситуация, когда в отечественных автобусных парках задействованность транспорта в среднем намного выше, чем, например, в Западной Европе, где микроавтобусы небольших размеров направляются на менее загруженные маршруты. Ситуация постепенно исправляется, т.к. парк микроавтобусов расширяется.
Основной проблемой, с которой столкнулись автопарки пассажирского и грузового транспорта, является недостаток инвестиций для замены устаревших транспортных средств и поддержания существующих в хорошем рабочем состоянии. Положение ухудшается недостатком запчастей, плохим техобслуживанием инструментов и механизмов и низким качеством топлива и смазочных материалов. Поэтому важнейшее направление энергосбережения на транспорте лежит через обновление и использование современной техники, поддержание исправного технического состояния транспортных средств, проведение качественного и своевременного технического обслуживания, ремонта и контроля за техническим состоянием транспортных средств.
Эффективные системы технического обслуживания обеспечивают безопасность, надежность и экономичный расход топлива. Транспортные средства в плохом техническом состоянии расходуют больше топлива. Ошибки, связанные с расходом топлива и энергии на холостом ходу, а также пробег, не связанный с работой, являются наиболее часто обнаруживаемыми при проверке транспортных средств.
Программы по обеспечению технического обслуживания двигателей обычно приносят до 5% экономии топлива. Недостаточное техническое обслуживание может сказаться на увеличении затрат из-за перерасхода топлива до 40%. Системы технического обслуживания должны быть гибкими и позволять вносить изменения в кратчайшие сроки.
Технический персонал должен стараться избегать ошибок, связанных с регулировкой подач топлива, таких как черный клубящийся дым (дизельные двигатели), утечки топлива, неверного уровня давления в шинах и крепления тормозов. Руководители должны быть уверены, что технический персонал старается сократить потери топлива, происходящие ввиду подобных ошибок. От каждого водителя следует требовать ежедневной проверки транспортного средства на предмет утечки топлива.
Особое значение имеет использование качественного топлива и контроль качества топлива, а так же контроль соответствия марки используемого топлива. Плохое качество или несоответствие топлива ведет к менее эффективному ходу транспортного средства, а также к нерациональному расходу топлива.
Эффективное планирование и составление маршрутов для грузовых транспортных средств может сократить потребление топлива за счет:
· разработки кратчайшего маршрута доставки;
· разработки самого быстрого маршрута доставки (объезд загруженных дорог);
· использования загруженных машин на обоих участках пути — туда обратно;
· объединения небольших заказов, или заказов, расположенных на общем направлении.
На основе эффективного планирования и составления маршрутов для общественного транспорта можно достичь экономии топлива с помощью следующих мер:
а) обеспечение услуг, соответствующих запросам населения и, таким образом, конкурирующих с частным сектором;
б) соизмерение количества и размеров автобусов, выпускаемых на линию, с суточными колебаниями пассажиропотока.
Управление движением должно быть нацелено на создание расширенного транспортного потока. Существуют несколько аспектов, которые могут способствовать достижению этой цели:
Ø оформление системы дорог – система одностороннего движения, развязки, кольцевые дороги;
Ø пересечение дорог и его оформление – выбранные дорожные знаки, дорожная разметка, дорожные сигналы, разграничение дорог и т.д.
Ø ограничения доступа – т.е. дифференциация тяжелых, частных и других транспортных средств, ограниченное время въезда в центральные зоны;
Ø система мониторинга транспортных средств – система слежения с целью определения местонахождения транспортного средства;
Ø помощь в ориентировании на трассах – хорошие карты и дорожные обозначения;
Ø эксплуатация дорог – устранение дорожных повреждений, вызывающих поломки транспортных средств, улучшение дренажей для предупреждения скольжения и аварий (повреждение колес, вызванное плохим состоянием дорог может повышать расход топлива до 4%);
Ø выделение в приоритетную группу общественного транспорта – автобусные маршруты, система зеленого коридора на дорожных светофорах;
Существенное повышение энергетической эффективности может быть достигнуто за счет инвестирования в системы общественного транспорта, инфраструктуру дорог и грузовые транспортные компании. Такие программы требуют определенное количество капитальных вложений и время. Однако экономия может быть достигнута и низкозатратными мерами, такими как упрощенное транспортное планирование, распространение технической информации; обучение ответственных за пользование и техобслуживание транспортных.
