Нормы потребления топливно-энергетических ресурсов. Показатели энергоэффективности

Нормирование расхода ТЭР является составной частью управления энергосбережением, установлением плановой меры их потребления. Норма расхода ресурса представляет собой экономически обоснованное количество потраченной энергии на единицу продукции (работы, услуги) определенного качества в прогнозируемых условиях производства. Это расчетный показатель, устанавливаемый с учетом лучших мировых достижений и передового отечественного опыта, который предназначен для оценки прогрессивности использования энергетического ресурса. При наличии норм потребления в организации сравнительно нетрудно, сопоставляя фактические и нормируемые характеристики, отрегулировать режим энергопотребления, обеспечивающий максимальный уровень эффективности и энергосбережения.

Нормирование ТЭР присуще, прежде всего, промышленному производству товаров, объектам генерации энергии, а также организациям, обеспечивающим транспорт энергоносителей. Однако авторы полагают, что и в бюджетной сфере вопросы нормирования ТЭР также весьма актуальны. Поэтому рассмотрим нормирование ТЭР с общих позиций с выделением особенностей нормирования для бюджетных учреждений.

Процесс разработки норм расхода энергетических ресурсов достаточно сложный и трудоемкий. Сначала обеспечивается сбор исходных данных, которыми, как правило, являются:

- первичная техническая и технологическая документации;

- технологические регламенты и инструкции, экспериментально проверенные энергобалансы и фактические характеристики энергетического и технологического оборудования, сырья;

- проектные и паспортные данные оборудования;

- показатели, характеризующие наиболее рациональные и эффективные условия производства;

- данные об объемах и структуре производства работы;

- данные о плановых и фактических удельных расходах топлива и энергии за прошедшие годы, а также акты проверок использования их в производстве;

- данные передового опыта отечественных и зарубежных предприятий, выпускающих аналогичную продукцию, по экономному и рациональному использованию энергии и достигнутым удельным расходам;

- план организационно-технических мероприятий по экономии топлива и энергии.

Нормирование расхода ТЭР должно проводиться на всех уровнях планирования хозяйственной деятельности организации: единица энергоемкого оборудования, технологический процесс, участок, цех. Способствовать максимальной мобилизации резервов экономии топлива, тепловой и электрической энергии, усилению заинтересованности трудовых коллективов в энерго- и ресурсосбережении. Быть взаимоувязанным с другими показателями хозяйственной деятельности соответствующих уровней планирования (экономическими нормами, контрольными цифрами, лимитами и иными)

Нормы расхода топлива, тепловой и электрической энергии классифицируются по следующим основным признакам:

- по степени агрегации объектов нормирования - на индивидуальные, групповые;

- по составу расходов - на технологические, общепроизводственные;

- по периоду действия - на текущие (квартальные, годовые), перспективные.

Индивидуальная норма определяет расход топлива, тепловой и электрической энергии на производство продукции (работы, услуги) по однотипным технологическим объектам, агрегатам, установкам, машинам применительно к планируемым условиям производства продукции (работам).

Групповая норма устанавливает расход топлива, тепловой и электрической энергии на производство всего объёма одноименной продукции (работ, услуг) по хозяйственным объектам различных уровней планирования (предприятие, объединение, отрасль и др.).

Технологическая норма определяет:

- расход топлива, тепловой и электрической энергии на основные и вспомогательные технологические процессы производства данного вида продукции;

- расход топлива на содержание технологических агрегатов в горячем резерве, на их разогрев и запуск после текущих ремонтов и холодных простоев;

- неизбежные технологически обоснованные потери энергии при работе оборудования, технологических агрегатов и установок.

- При нормировании расхода топлива определяются только технологические нормы расхода на производство продукции, работ, услуг.

- Общепроизводственная норма устанавливает расход тепловой и электрической энергии:

- на основные и вспомогательные технологические процессы;

- на вспомогательные производственно-эксплуатационные нужды;

- на технически неизбежные потери энергии в преобразователях, в тепловых и электрических сетях предприятия (цеха), отнесённые на производство данной продукции.

В зависимости от уровня представления может быть несколько видов норм.

1. общепроизводственная (общецеховая), в которую кроме затрат энергоресурсов на технологические цели включают расходы в цехах на вспомогательные процессы, санитарно-технические нужды, освещение, регламентированные потери в цехе.
2. общепроизводственная 2 (общезаводская) норма, в которую включают общецеховые и общезаводские расходы энергии и нормативные потери энергии в заводских сетях и преобразовательных установках.
3. общепроизводственная 3 (производственное объединение) норма, которая включает дополнительно к общезаводской общие затраты энергоресурсов во вспомогательных службах объединения и потери, связанные с функционированием производственного объединения как единого целого.

Текущие нормы ТЭР устанавливаются для планирования и контроля за фактическим расходованием ТЭР в год, квартал, а перспективные - используются для перспективного планирования и прогнозирования ТЭР.

Состав норм расхода топлива, тепловой и электрической энергии - эта перечень статей их расхода, учитываемых в нормах на производство продукции (работы, услуги). Он устанавливается ведомственными (отраслевыми) инструкциями, разрабатываемыми с учётом потребностей производства продукции (работы, услуги), на основе которых на каждом предприятии определяется конкретный состав норм расхода.

Затраты ТЭР, включаемые в индивидуальную норму расхода, состоят из следующих составляющих:

- расход на технологические процессы;

- расход на вспомогательные нужды производства;

- потери в сетях и аппаратах.

В тех случаях, когда отдельные вспомогательные нужды (подача воды, вентиляция, производство кислорода, холода, сжатого воздуха и др.) являются частью технологического процесса, расходы энергии на них относятся к технологическим расходам.

На предприятиях, выпускающих разнообразную продукцию, при расчёте норм расхода ТЭР общепроизводственный, цеховой и заводской расходы тепловой и электрической энергии на производство продукции в случае невозможности его точного определения целесообразно распределять пропорционально потреблению электроэнергии на технологические процессы или в зависимости от целей, полученных от вспомогательных и отдельных цехов, например:

- транспортных цехов - пропорционально перемещению грузов;

- инструментальных, ремонтных и других вспомогательных цехов - пропорционально доле услуг;

- компрессорных, насосных и др. цехов или силовых установок - пропорционально получаемых от них объёмов воздуха, газа, кислорода, воды и т. д.

Потери энергии в тепловых и электрических сетях и преобразователях распределяются на основе опытных замеров или пропорционально потреблению в производстве соответствующих видов продукции (работ, услуг).

Размерность норм ТЭР должна соответствовать единицам измерения, принятым при планировании и учете топлива, тепловой и электрической энергии, объемов производства продукции (работы), а также обеспечивать практическую возможность контроля за выполнением норм. Единицы нормирования: котельно-печное и моторное топлива - в килограммах, граммах условного топлива; тепловая энергия - в гигакалориях, тысячах килокалорий; электрическая энергия - в киловатт-часах. Как правило, в нормах сопоставляются расходы ресурса и натуральные результаты производства. Вместе с тем допускается нормирование расхода ТЭР на единицу перерабатываемого сырья (тонну перерабатываемой нефти); при производстве однородной продукции (работы), но с различным составом изделий применяются условные единицы измерения (условная деталь и т.д.).

Как уже отмечалось, установление научно-обоснованных норм расхода ТЭР позволяет оценивать эффективность потребления энергии производствами и предприятием в целом, стимулирует рост производительности труда, способствует улучшению организации и эксплуатации энергетического хозяйства, а также повышению технического уровня и экономии энергоресурсов. Методы нормирования ТЭР представляют собой совокупность способов, позволяющих получать их удельную норму расхода исходя из представленных данных. Сегодня основными методами расчета норм потребления ТЭР являются: опытный, отчетно-статистический и расчет-но-аналитический.

При опытном методе используются данные, полученные в результате испытаний (экспериментов). Ограничение его применения - условия, при которых оно корректно, а именно: оборудование должно находиться в технически исправном состоянии, а технологический процесс - осуществляться в режиме, предусмотренном технологическими регламентами и инструкциями.

Этот метод, основанный на математическом аппарате планирования эксперимента, используется на стадии научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ при проектировании и разработке новых или модернизации уже существующих технологических установок и промышленных объектов. Его применение в условиях реального производства нецелесообразно, так как требует проведения большого числа натурных испытаний, в том числе и в экономически невыгодных режимах. Кроме того, для него характерны длительность исследования и неустойчивость результатов при модернизации оборудования производств.

В настоящее время основной метод расчетов удельных норм потребления ТЭР на предприятиях - отчетно-статистический. Он базируется на анализе данных статистической (бухгалтерской, оперативной) отчетности о фактическом расходе ТЭР на единицу продукции (работ) за прошлый период и их интерполяции на расчетный период.

При опытно-статистическом методе используются аналитическая модель и модель базового периода. Аналитическая модель представляет собой функцию, выражающую зависимость между удельной нормой энернергопотребления Е_энер и факторами Ф_энер, обусловливающими ее изменение:

На практике при расчетах учитывают один фактор (нагрузку), максимум два (нагрузку и температуру окружающего воздуха), остальные факторы (состав сырья, качество используемых энергоресурсов, состояние технологического оборудования и т. д.) во внимание не принимаются. Такой подход дает хорошие результаты только в том случае, когда неучтенные факторы не изменяются (предприятие работает на сырье с постоянным составом и получает энергоносители заявленного качества, техническое состояние и состав оборудования одинаковы в течение анализируемого и расчетного периодов и т. д.).

Аналитическая модель универсальна, поэтому может быть использована для любого предприятия. Вместе с тем она не реагирует на изменения в составе и режимах работы оборудования, а также не учитывает степень влияния энергопотребления не задействованного в технологическом процессе оборудования.

Модель базового периода - математическая модель, расчет энергопотребления в которой осуществляется путем уточнения значения энергопотребления за какой-либо предыдущий (базовый) период времени с использованием коэффициентов специального вида:

где Ф^баз₁, …., Ф^баз_m и Ф₁, …., Ф_m - факторы, учитываемые в базовом и расчетном периодах; Е_энер - энергопотребление за базовый период.

В данной модели устранена погрешность, связанная с трендом по времени (эта погрешность учитывается в базовом периоде). При известных факторах и небольшом периоде прогноза она обеспечивает достаточно высокую точность расчета. Однако с ростом времени между наблюдениями погрешность расчета увеличивается. Кроме того, в этой модели проблематичен выбор базового периода, а для определения энергопотребления требуется большое количество статистических данных о работе предприятия.

Расчетно-аналитический метод основан на выполнении поэлементных расчетов по данным проектно-конструкторской, технологической и другой технической документации с учетом экспериментально установленных нормативных характеристик энергопотребляющих агрегатов. Он позволяет определить научно-обоснованные нормы расходов, так как в нем сочетаются технико-экономические расчеты с анализом конкретных производственных условий.

Необходимость определения норм расхода ТЭР по энергетическим характеристикам энергопотребляющего оборудования сформулирована в [3, 5]. Математической моделью энергопотребления технологического процесса в этом случае является объектно-ориентированная модель. Она основана на разбиении моделируемого участка энергетической сети на отдельные агрегаты (потребители энергии) и расчете их взаимодействия между собой:

(2.7)

где R - количество произведенной продукции; Е_энерi = f(N_энерi)T_i - энергопотребление i -го оборудования; T_i - наработка i -го оборудования; f_i(N_энерi) - зависимость энергопотребления i -го оборудования от его нагрузки (нагрузочная характеристика).

Данная модель предполагает наличие данных о полном составе энергопотребляющего оборудования, его нагрузочных характеристиках и режимах использования при различных значениях влияющих на энергопотребление факторов. Однако сбор исходной информации в случае отсутствия автоматизированной системы технического учета технологических параметров очень трудоемок. Вместе с тем при наличии всех указанных данных об оборудовании результаты, полученные расчетно-аналитическим методом, имеют высокую точность.

Нормы по основным направлениям расходования энергоресурсов в бюджетном учреждении могут быть рассчитаны в следующих единицах измерения:

- на обогрев зданий (отопление и вентиляцию) - кДж (ккал) /м² кг у.т/м²

- на горячее водоснабжение - кДж (ккал)/чел. или кг у.т/чел.;

- на электроснабжение - Вт× ч/м² или кВт× ч/чел.

Расход теплоты на обогрев здания бюджетного учреждения определяют в зависимости от теплопотерь этого здания через ограждающие конструкции и с удаляемым воздухом. Наиболее точно величину тепловых потерь здания определяют расчетно-аналитическим методом на стадии проектирования. При отсутствии таких расчетов в основу разработки индивидуальной нормы закладывают укрупненные показатели - удельные отопительная и вентиляционная характеристики здания.

Расчетный часовой расход теплоты по удельной отопительной характеристике определяется по формуле:

Расчетный часовой расход теплоты на вентиляцию определяется по формуле:

где L - поправочный коэффициент на температуру наружного воздуха для систем отопления. Принимается по данным, представленным в таблице 2.3;

V_н – наружный строительный объем (строительный объем отапливаемой подземной части с коэффициентом 0, 4) м³;

t_вн – расчетная температура воздуха внутри отапливаемых помещений для зданий образовательных учреждений (таблица 2.4);

t_ро - расчетная температура наружного воздуха. Принимается по данным [*];

q_о, _- q_в удельная отопительная и удельная вентиляционная характеристика здания, которая принимается по данным таблицы 2.4.

Таблица 2.3