Экологические аспекты в энергосберегающей политике

Завадский В.Г., к.т.н.
Кошелев А.В.

В настоящее время во многих статьях и выступлениях затрагиваются вопросы энергосбережения и экологии, практически, не касаясь вопросов взаимосвязи систем экологического и энергетического менеджмента, экологических аудитов и энергетических обследований и процессов нормирования энергетических потерь на промышленных и энергетических объектах. Однако, интеграция этих направлений становится и необходимостью и возможностью в процессе повышения эффективности энергетической политики государства. Это вкратце можно отразить примером реализации энергосберегающих мероприятий в природоохранной деятельности предприятий РАО «ЕЭС России» и, в частности, предприятий электрических сетей (ПЭС).

В связи с тем, что в дочерних зависимых обществах (ДЗО) ОАО с 2007 года должна начаться работа по реализации экологической политики Холдинга , задачи сбережения энергоресурсов становятся приоритетными в ряду обязательных мероприятий природоохранной деятельности. Одна из задач направлена на создание в РАО «ЕЭС России» системы экологического менеджмента (СЭМ) с учетом требований международного стандарта ISO-14001, определяющего требования к показателям экологической эффективности организаций.

Для ПЭС экологическая эффективность напрямую связана с энергоэффективностью основного технологического процесса - передачи и распределения энергии от источника до потребителя. В этом процессе основным показателем (критерием) эффективности функционирования (ПЭФ) предприятия является уровень потерь электроэнергии в оборудовании (элементах) электрических сетей. Такой показатель эффективности как потери электроэнергии (в данном случае технические потери) в сетях раскладывается на ряд составляющих.

Условно-постоянные потери связаны с неизбежными затратами полезной мощности на электромагнитные процессы в электротехническом оборудовании не зависящие от объема транспортируемой электроэнергии (т.е. от нагрузки). Данные потери зависят от технических параметров и физико-химических свойств оборудования. Например, потери на холостой ход трансформаторов, в изоляции кабельных линий, климатические, на корону в ВЛ, от токов утечки по изоляторам ВЛ, потери в станционном оборудовании подстанций (ПС) и т.д.

Нагрузочные потери электроэнергии в линиях передачи и трансформаторах, напрямую зависят от объема транспортируемой электроэнергии и прямо пропорциональные квадрату тока, протекающего по элементам сети.

того, процессы перемагничивания требуют потребления реактивной мощности значительно большей, чем активной энергии.

Основными источниками реактивной мощности у потребителей (промышленные и коммунальные предприятия) являются асинхронные двигатели (45-65%), и трансформаторы всех ступеней трансформации (20-25%). При этом потребители неразрывно связаны с генераторами посредством электрических сетей, в которых сосредоточена и циркулирует вся реактивная энергия. Все это ведет к росту полного тока и снижает полезную пропускную способность линий электропередачи, приводя их к перегрузкам. Кроме непосредственного влияния работы электрооборудования на окружающую среду, сверхнормативные потери электроэнергии приводят к росту затрат углеводородного топлива на выработку дополнительной электроэнергии на электростанциях и, соответственно, к росту экологического воздействия на окружающую среду.

Эти очевидные факты до сих пор практически не учитываются при решении природоохранных задач в электроэнергетике. Чрезмерное увлечение дорогостоящими природоохранными мероприятиями как, применение очистных сооружений на источниках генерации, лишь от части решает задачу уменьшения вредного воздействия на окружающую среду. Попытки достижения требуемого уровня ПДК за счет строительства сложных и дорогих очистных сооружений приводят к существенному снижению рентабельности основного производства (выработки электроэнергии). Кроме того, иллюзия достижения экологического благополучия на конкретном объекте за счет сложных систем очистки сбросов и выбросов загрязнений нередко оплачивается неучтенным ущербом природе на других объектах за счет дополнительного производства реагентов и материалов, увеличением энергозатрат и переработкой и утилизации дополнительных отходов.

Однако, корень проблем видится в неэффективном процессе передачи (транспортировки) и потреблении электроэнергии, что сопровождается большими потерями, как самой электроэнергии, так и побочных энергоносителей. Например, для поддержания должного уровня напряжения идет пережог органического топлива при работе генераторов в качестве компенсаторов. Эффективное управление и оптимизация режимов в энергосистемах, (например: мониторинг и управление потоками как активной, так и реактивной энергии; оптимизацией загрузки сетей и силовых трансформаторов; управление максимумами нагрузки; компенсацией реактивной мощности и т.п.) дает самый весомый эффект в энергосбережении. Таким образом, существенно снижается «экологическая напряженность» при выработке электроэнергии на топливных электростанциях.

Уровень потерь электроэнергии в электрических сетях АО-энерго России в 2004 году достиг 12,95% от общего отпуска электроэнергии, и составил 107,5 млрд.кВт*ч. Это эквивалентно почти 13,22 млн. тут (при К=0,12*10^-3) , что равносильно годовому потреблению топлива более 80 энергоблоков ТЭЦ мощностью по 180 МВт. Снижение потерь до уровня 10 % позволит «условно остановить» 3 подобных энергоблока, или сэкономить 32,.3 млрд.кВт*ч (около 4,0 млн. тут), что исключит вредные выбросы в атмосферу (оксиды азота, серы и твердых частиц…) в объеме не менее 107 тыс. тонн (более 300 железнодорожных эшелонов по 60 платформ).

энергетических обследований (один раз в 5 лет) выявляются дополнительные резервы снижения потерь, повышения энергоэффективности действующего силового оборудования. Показатели нормативных технологических потерь электроэнергии по электрическим сетям отслеживаются при ежегодной процедуре утверждения нормативов в соответствии с приказом Минпромэнерго № 267 (зарегистрировано Минюстом России №7122 от 28.10.05г.).

В соответствующем к приказу «Положении…» определены порядок и методика расчета и обоснования нормативов потерь электроэнергии на передачу по электрическим сетям и нормативов снижения потерь электроэнергии на регулируемый период. Основная цель - снизить потери электроэнергии в электрических сетях и обосновать тарифы за услуги по передаче электроэнергии по электрическим сетям. Таким образом процесс нормирования становится элементом своеобразного ежегодного мониторинга, показателем стремления сетевых компаний повышать эффективность своей работы и, соответственно, улучшать свои экологические параметры.

При внедрении системы экологического менеджмента (СЭМ) и проведении экологического аудита в подразделениях электрических сетей ДЗО РАО ЕЭС целесообразно учесть эти обстоятельства, тем более, что организационно-технические мероприятия по снижению потерь электроэнергии в большинстве своем уже отработаны на многих ПЭС.
Показатель эффективности функционирования (ПЭФ) – это показатель экологической эффективности, обеспечивающий информацию об экологической эффективности функционирования организации. В этом случае согласно ГОСТ ИСО 14031-2001 на предприятиях РАО ЕЭС (это касается не только ПЭС) должны использоваться следующие показатели экологического функционирования (ПЭФ): 

• количество расходуемой энергии за год или приходящееся на единицу продукции;
• количество энергии, расходуемой на услуги или предоставляемой потребителю;
• количество используемых энергоносителей каждого вида;
• количество энергии, генерируемое попутно с продукцией или процессом;
• количество энергии, сэкономленное в рамках программ энергосбережения.

Одновременно эти показатели являются показателями, отражающими энергетическую эффективность функционирования объектов и включаемыми в их энергетический паспорт (ГОСТ Р 51379 - 99).

Формирование самого энергетического паспорта осуществляется в процессе энергетического аудита потребителей ТЭР, основное назначение которого обследовать объект (потребителя) с целью установления показателей энергетической эффективности и экономически обосновать меры их повышения (формирование энергосберегающей политики на объекте).

Если графически сопоставить характеристики экологического и энергетического аудитов, можно выявить в них достаточно много общего. Из представленного на рисунке сопоставления очевидным становится следующее:

• Связь задач энергетического и экологического аудита и, следовательно, целесообразность одновременного проведения энерго-экологического обследования (комплексного аудита) на крупных предприятиях и энергетических объектах и, особенно, на объектах РАО ЕЭС.
• Необходимость организации постоянного энергетического мониторинга через действующую ежегодную процедуру нормирования удельных расходов топлива и технологических потерь электрической и тепловой энергии (Приказы Минпромэнерго №№ 265, 267, 268, 269), так как постоянство экологического мониторинга уже предусмотрена действующей нормативно-правовой базой.
• Целесообразность идентификации статей топливно-энергетического баланса к экологическим показателям (например, уровней ПДК), с включением самого баланса в перечень обязательных документов при проведении экологического аудита. Тем более, что алгоритм перевода (идентификации) энергетических и экологических единиц может быть реализован через условные единицы – тонны условного топлива.
• Необходимость рационального распределения инвестиций в экологические и энергосберегающие программы предприятия (энергетического объекта), с учетом их взаимосвязей.

Согласно стандарту ИСО 14001-98: "Экологическая политика – это заявление организации о своих намерениях и принципах, связанных с ее общей экологической эффективностью, которое служит основанием для действия и установления целевых и плановых экологических показателей".

Как уже отмечалось выше, работа по намерениям связанным с общей экологической эффективностью началась и широко ведется на предприятиях Холдинга через процедуры: 

• проведения обязательных энергетических обследований (энергоаудитов) в соответствии с Федеральным Законом «Об энергосбережении» №28 от 1998 года;
• через действующую ежегодную процедуру нормирования удельных расходов и запасов топлива и технологических потерь электрической и тепловой энергии… (Приказы Минпромэнерго № № 265, 267, 268, 269).

 Рис.1 Обобщение характеристик энергетического и экологического аудита

Подтверждением этим намерениям служит следующий факт. В процессе проведения энергообследования, в соответствии с РД 153-34.1-09.163-00. «Типовая программа проведения энергетических обследований ТЭЦ и районных котельных АО энергетики и электрификации России» производится обязательная оценка эффективности применяемых природоохранных мероприятий, оценка значений энергетических потерь, проверка соответствия выбросов котлов экологическим требованиям. Процедура ежегодного расчета и подтверждения нормативов удельных расходов и запасов топлива и технологических потерь электрической и тепловой энергии…(с включением норматива снижения потерь) является предпосылкой к снижению вредных факторов, воздействующих на окружающую среду.

Весь вопрос о роли, месте и взаимосвязи между собой таких инструментов как экологический аудит и энергообследование (энергоаудит) в общей оценке экологической и энергетической эффективности функционирования предприятия ( и не только энергетического).

В тоже время, в процедуре обязательных энергообследований не предусмотрено ежегодное отслеживание показателей энергетической эффективности независимыми экспертами (энергоаудиторами). Хотя наряду с этим запущен механизм ежегодного нормирования удельных показателей и потерь ТЭР в соответствии с приказами Минпромэнерго № № 265, 267, 268, 269.

Следовательно, ИДЕЯ организации «объединенного» энерго-экологического аудита становится не только привлекательной, но и крайне необходимой в реализации. Тем не менее, заметим, что настоящее время:

• энергоаудиторы в не владеют «инструментами» оценки экологической экспертизы состояния обследуемого потребителя ТЭР;
• экологи-аудиторы, не владеют методами оценки взаимосвязи производственной деятельности предприятия (и состояния эго объектов) с показателями энергетической эффективности и формированием энергетических балансов.

Реализация объединенного энерго-экологического аудита позволит:

• во-первых, объективно оценить энергоэффективность использования ТЭР и разработать энергосберегающих мероприятий;
• во-вторых, определить экологические аспекты воздействия технологических энергетических систем на окружающую среду в ходе реализации энергосберегающих мероприятий; 
• в-третьих, выработать оптимальную стратегию для обследованного потребителя ТЭР по повышению его экологической и инвестиционной привлекательности.

Результаты оценки значимости экологических и энергетических аспектов (по критериям «природоохранных» и по критериям «энергоэффективности и энергосбережения») должны использоваться в общей процедуре установления приоритетности реализации эколого-энергетических решений с учетом экономических и социальных аспектов проблемы экологической и энергетической безопасности. Взаимосвязь экологии и энергетики подтверждает и тот факт, что на международном уровне активно разрабатываются документы, увязывающие вопросы экологического управления с энергосберегающей политикой.

Проблемы режимов работы основного электротехнического оборудования электросетевых предприятий в первую очередь связаны с режимами энергопотребления промышленными и муниципальными объектами. Значит необходимо уделять повышенное внимание, не только проведению «комплексных» аудитов на объектах РАО ЕЭС, но системной организации энерго-экологических обследований промышленных объектов. Это обосновывается тем, что снижение энергопотребления в промышленности в прямую снижает «напряженность» энергетических режимов на объектах РАО ЕЭС. Соответственно снижается «напряженность» экологического воздействия, как со стороны промышленных объектов, так и объектов РАО ЕЭС.

Более того, организация оптимальной энергетической стратегии в системе «энергоисточник - энергопотребитель» позволяет минимизировать инвестиционные затраты при реализации задач энерго-экологической политики этой системы.

Опыт проведения энергетических обследований, как промышленных предприятий, так и объектов РАО ЕЭС, показывает, что стремление каждого объекта (предприятия) самостоятельно решить означенные проблемы, в целом снижает эффективность инвестиционных вложений в энерго-экологические мероприятия. В частности:

• Жесткое упорядочивание характера электрических нагрузок промышленных и муниципальных предприятий, позволяет «Энергосистеме» четко регламентировать режимы работы энерговырабатывающего оборудования, и дает ей маневренность в организации планово-предупредительного работ (включая капитальные ремонты) этого оборудования. Предпосылкой реализации этого направления является «хорошо забытая» система потребителей-регуляторов, как электрической нагрузки, так и электропотребления. На многих предприятиях нет объективно составленных перечней потребителей-регуляторов, а «новое» поколение специалистов энергослужб предприятий не представляет, что это за электроприемники.
• Стремление снизить объемы потребляемого на предприятии топлива в собственных котельных, прежде всего, пытаются реализовать за счет повышения КПД котлов (включая их замену). При этом, устранение потерь в тепловых сетях предприятия и качество использования в технологическом цикле и в системе отопления и вентиляции рассматривается во вторую очередь.
• Обеспечение снижения потерь в локальных водооборотных циклах и улучшение эффективности использования воды в технологическом цикле оказывается более эффективно, чем установка комплексных, дорогостоящих очистных сооружений «хвостового» типа.
• Отсутствие на многих предприятиях прогрессивной системы нормирования и системного энергетического мониторинга не обеспечивает эффективный контроль энергоиспользования, несмотря на наличие современных систем учета энергоносителей. В результате использование энергоносителей не достигает оптимального уровня и, в итоге, выражается более высоким удельным расходом энергоносителей и, как следствие, повышенными «выбросами» в окружающую среду либо энергоустановками предприятия, либо энергообъектами РАО ЕЭС.
• Внедрение отдельных энергосберегающих мероприятий осуществляется без должного понимания всех возможных последствий их реализации (включая негативные результаты). В частности, такое «известное», как отключение цеховых трансформаторов: снижает уровень надежности электроснабжения, усложняет систему учета электроэнергии; ведет к преждевременному износу самих трансформаторов и выключателей.

Как видно, изложенные примеры, впрямую (или косвенно) подтверждают взаимосвязь энергетических и экологических задач. Проявив заинтересованность в их решении, РАО ЕЭС может рапортовать и на государственном уровне и международному сообществу о своем стремлении улучшать экологию. Разумеется, здесь, прежде всего, необходима разработка «механизма» заинтересованности со стороны промышленных предприятий – как основных потребителей в проведении обоих видов аудита. Например, это может быть дифференцирование тарифов на энергоносители, используемые в процессах повышения энергетической эффективности и экологической «привлекательности» предприятий, снижение налоговой ставки на затраты предприятий в экологические и энергосберегающие мероприятия и т.п.

Следует обратить внимание на юридическую и методологическую основу реализации этого «механизма». Во-первых, проведение «комплексного» энерго-экологического аудита должно быть законодательно закреплено на федеральном уровне – определены и прописаны «правила игры» на этом направлении государственной политики. Во-вторых, необходима разработка методических основ проведения такого аудита. Для этого необходимо создание «компетентной команды» из аудиторов и экологов и энергетиков, качество работ которых не вызывает сомнение и получило заслуженную оценку со стороны руководства обследованных объектов.

Результатом реализации ИДЕИ комплексного энерго-экологического аудита станет его широкомасштабное внедрение на объектах, как самого РАО ЕЭС, так и на промышленных и муниципальных предприятиях.

При интеграции экологического аудита и энергетического обследования необходимо чтобы:

1. Энергетический паспорт, как итоговый документ энергетического обследования, отражающий состояние и уровень энергоэффективности, стал в законный ряд обязательной НТД, подвергающейся экологическому аудированию предприятия. При этом, основным условием должен стать пересмотр энергетического паспорта с обязательным включением помимо энергетических и экологические показатели (идентифицируемые друг другу) функционирования предприятия.

2. Программа энергосбережения, разработанная предприятием в ходе энергообследования имела комплексность и приоритетность мероприятий снижения затрат энергоресурсов с обязательным учетом экологических аспектов с экономической оценкой НСТ.

3. Топливно-энергетический баланс базового и регулируемого периодов стал неотъемлемой частью проверяемых документов в ходе экологического аудита (включая утвержденные нормативы удельных расходов и потерь ТЭР, в соответствии с приказами Минпромэнерго № 265, 267, 268, 269).

4. Результаты ежегодного нормирования потерь и удельных расходов ТЭР нашли свое отражение в соответствующих разделах Энергопаспорта, что подтверждает назревшую целесообразность пересмотра форм самого энергопаспорта.

5. Процедура ежегодного нормирования удельных расходов и запасов топлива и технологических потерь тепловой и электрической энергии синтезировалась с процедурой выдачи разрешений на выбросы, сбросы и размещение отходов с использованием технологического нормирования (поиск НСТ), как наиболее перспективного принципа защиты окружающей среды. "Энергоаудит", информационно-аналитический журнал, №3, 2007г.

"Энергоаудит", информационно-аналитический журнал
№3, 2007г.

¹ В соответствии с Приказом №626 Правления РАО "ЕЭС России". Вернуться
² Предельно-допустимая концентрация. Вернуться
³ Л.К. Коровин «Использование норм международного права в области охраны окружающей среды как инструмент для улучшения экологической обстановки в регионе Балтийского моря» НИБ Экологическая безопасность №1-2 (15-16).2002. Санкт-Петербург.
⁴ ГОСТ Р 51749-2001 Энергосбережение. Энергопотребляющее оборудование общепромышленного применения.

 Перейти к списку публикаций