CC BY
68
= 12
Энергобезопасность в документах и фактах
РЕЗЕРВЫ МАЛОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
Ю.В. Фундатор,
кандидат технических наук, изобретатель
В представленной статье интеллектуальная собственность защищена рядом патентов РФ, имеющих мировую новизну по применению радиаторных термостатов помещений (РТП) для управления газовыми потоками на основной горелке газового котла. Получены стоимостные оценки управления РТП и сопоставлены с управлением от традиционных термостатов теплоносителя. Использование РТП в системе управления отоплением дома на 30-40 % уменьшает расход газа и время пользователя на управление и др. по сравнению с использованием традиционных термостатов теплоносителей. Получены стоимостные оценки термостатов помещения с сильфонным приводом, а также с электронными задающими устройствами суточного и недельного цикла, управляемых от ручного задатчика или сигналов сотового телефона. Последнее очень важно в связи с ограниченным развитием проводных линий связи, особенно в пригородах и в сельской местности РФ. Проведенные экономические расчеты (см. ТЭО) показали, что годовой экономический эффект достигает более 2 млрд. долларов за счет применения РТП взамен традиционной автоматики на термостате теплоносителя. Окупаемость РТП от 1 года до 2 лет.
Предложены резервные гидравлические источники питания с гидравлическими переключателями (два патента), позволяющие обеспечить в период отключения электропитания функционирование систем отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. Стоимость таких резервных источников питания не превышает 50 долл., что в 10-30 раз меньше рекомендованных зарубежными производителями систем бесперебойного питания для тех же целей, содержащих аккумуляторы и преобразователи или бензоэлектрические генераторы. Предложена оригинальная система продвижения новых котлов к потребителю, использующая оптимизацию связей и материальную заинтересованность всех участников разработки и внедрения.
Показана необходимость оптимизации потоков индивидуального приборного учёта природного газа и других энергоносителей и ресурсов. Приведены стоимостные оценки экономии от внедрения первого этапа оптимизации в Москве - более 100 млн. долларов, а по России в целом - более 500 млн. долларов только для двух элементов учёта (электроэнергии и абонентной платы за телефон). Описаны дальнейшие пути оптимизации (второй этап) - безналичные расчёты с помощью "смарт-технологии".
Автономная энергосберегающая автоматика для управления газовыми котлами мощностью до 100 кВт и оптимизация потоков информации индивидуального приборного учёта природного газа и других энергоносителей
В настоящее время в РФ отопление и горячее водоснабжение жилых, производственных, торговых и др. помещений в пригородах крупных городов, в сельской местности и небольших городах осуществляется с использованием в качестве энергоносителя природного газа.
Более 3 млн. газовых котлов (АГВ) мощностью до 100 кВт (92-93% из них имеют мощность 11-43 кВт) находится в эксплуатации, а 250-300 тысяч производится ежегодно.
Установленная мощность котлов не ниже 80 млн. кВт, что сопоставимо с теплоэнергетическими мощностями, обеспечивающими весь жилой сектор г. Мос-
квы теплом и горячей водой. КПД таких котлов достигает 88-92%.
Вспомним, что в большой энергетике среднее КПД генерирующих мощностей в РФ сейчас 30 - 36%, лишь с помощью парогазовых установок достигается 51%, но таких установок введено по РФ всего лишь три, еще одна строится. При всех преимуществах (экономия газа в них достигается 30-40%) они имеют значительную капиталоемкость и окупаемость их превышает 2-3 года.
В то же время, на единицу ВВП в России сейчас расходуется энергии в 3,5 раза больше, чем в США и в 4 раза больше, чем в Западной Европе, поэтому столь актуально введение наших внутренних резервов энергосбережения.
Вместе с тем, приведенные выше цифры неблагополучия российской экономики в области энергоемкости ВВП не могут быть следствием только суровых природных условий. Этот факт действительно имеет место только в отопительных технологиях. Однако
комплексная оценка энергоемкости ВВП требует учета также охладительных технологий поддержания климатических характеристик в помещениях, обеспечивающих оптимальное использование физиологических возможностей человеческого организма. Климат России создает возможность значительной экономии на охладительных технологиях. Учитывая, что снижение температуры в помещении относительно температуры вне дома на 1°С в 3 раза дороже его повышения, природно-экономические характеристики РФ и США различаются не в разы, а только в пределах (15 - 20)%. Последнее говорит о том, что неравенство РФ и США в энергоемкости ВВП определяется не природными причинами, а технико-экономическими характеристиками используемых сейчас технологий, в РФ нет никаких непреодолимых препятствий для быстрого выравнивания энергоемкости ВВП с США и другими развитыми странами.
Процесс децентрализации теплоснабжения, охвативший ряд стран Европы (Италия, Германия), Азии (Корея, Япония) и Америки (США, Канада), с каждым годом все более ощутимо проявляется и в России. Так, за последние шесть лет пуск в эксплуатацию котельных большой мощности (свыше 100 Гкал/ч) в большинстве административных округов России отмечался лишь в единичных случаях, в то время как ввод в строй котельных малых мощностей (до 20 Гкал/ч) повсеместно растет. Наступление процесса децен-
трализации серьезным образом затрагивает самые разные отрасли жилищно-коммунального хозяйства как на этапе строительства систем автономного теплоснабжения, так и при их эксплуатации. Причины, по которым все чаще предпочтение отдается автономным системам отопления, в общем, очевидны. По сути, децентрализация теплоснабжения является одним из наиболее эффективных методов экономии энергоресурсов и материальных средств. Максимальное приближение источника тепла к потребителю значительно снижает и даже практически полностью исключает потери тепла по ходу теплотрасс. Вместе с тем, полностью исключаются расходы на прокладку и обслуживание теплотрасс. Снижаются затраты на строительство и оборудование специальных помещений для тепловых узлов. Более того, новые возможности обретает жилищное строительство. При использовании автономных систем теплоснабжения становится возможным строительство многоквартирных жилых объектов в районах жилой застройки, не обеспеченных развитой сетью теплотрасс; в микрорайонах и кварталах с хроническим недогревом; в зонах тупиковых теплотрасс.
В малой энергетике основной резерв энергосбережения и ресурсосбережения выявляется при управлении теплом, вырабатываемым теплогенератором (котлом) при отоплении помещений. Это
Рис. 1. Место установки РТП с дистанционным датчиком на АГВ
-о-
14 Энергобезопасность в документах и фактах
управление осуществляется центральным регулятором температуры, установленным на котле [1].
Центральный регулятор температуры должен обеспечить установку пользователем или задающим устройством энергосберегающих и ресурсосберегающих режимов путем уставки температуры контрольного помещения отапливаемого дома (дежурного в отсутствие пользователя - 10-12 "С, дневного -18-22 "С, ночного - 15-16 "С). В случае ручной уставки температуры пользователем затрачиваемое им время на выставку одного режима не должно превышать 1 мин. Установка режимов может также осуществляться в электронных версиях центрального регулятора от суточных и недельных программаторов или от сигнала сотового телефона. Точность установки режимов должна быть не хуже 1 "С, а точность удержания этих режимов ±0,75 "С. Напомним, что в Московском регионе повышение температуры на 1 "С в отапливаемых помещениях ведет к увеличению расхода энергии в среднем на 5%, поэтому так важна точность управления по температуре и фактор затрат времени пользователя [1.1].
Несмотря на это, отечественная промышленность сосредоточила свое внимание вместе с зарубежными производителями автоматики газовых котлов для РФ (например, американской фирмой "Honeywell") на выпуске хотя и самых дешевых котлов с относительно дешёвым сервисом, но не обладающих возможностью работы в энергосберегающих режимах (см. выше). Они требуют участия пользователя в среднем 2 часа на установку 1-го энергосберегающего режима из-за сильной зависимости от изменения метеоусловий и внутренних тепловых выделений в доме. То же самое можно сказать и о их способности удержания уже установленных режимов [Приложение 1, таб. 1, п.11].
Основная причина этого - управление отоплением дома по косвенному параметру от датчика температуры теплоносителя.
Расход газа на отопление можно уменьшить так же, как и выброс вредных газов на 30-40%, если применить другую схему управления отоплением дома -от датчика температуры воздуха помещения, установленного в контрольном помещении дома (термостат помещения) (рис. 1-4). Время установки 1-го энергосберегающего режима не будет больше 1 мин, а точность удержания установленного режима будет не хуже 0,75 "С при любых колебаниях метеоусловий и тепловыделений в помещении, не выходящих за предел установленной мощности газового котла.
Котельная автоматика, регулирующая работу котла по температуре либо теплоносителя, либо по температуре помещения, состоит из собственно термостата и блока безопасности, обеспечивающего работу котла в условиях нормальной тяги и наличия пламени при отсутствии перегрева котла, с помощью датчиков тяги, пламени и температуры теплоносителя [1].
В нашем случае в качестве центрального терморегулятора (термостата помещения) используется радиаторный термостат, применяемый обычно на отопительных приборах водяной системы отопления. Такое применение радиаторного термостата имеет все признаки мировой новизны.
Нами проведены исследования, которые показали, что эти регуляторы температуры обеспечивают не только необходимые расходы газа на основную горелку (ОГ) котла при допустимых перепадах давления, но и необходимые устойчивость и качество регулирования и более высокую точность, чем при работе на теплоносителе (воде) из-за малого диапазона колебаний давления и температуры в газовом тракте ОГ.
В нашем случае радиаторный термостат, в простейшем виде представляющий термостат помещения, датчик которого расположен в контрольной комнате отапливаемого помещения (манометрическая схема). Регулирующий вентиль термостата устанавливается на газовом тракте ОГ. Сигнал от датчика температуры через капилляр и сильфонный привод передается на вентиль, который регулирует количество протекающего газа на ОГ. Термостат оснащен ручным задатчиком температуры. Автоматика с термостатом помещения может иметь электронную версию, работающую от термогенератора или батареек, имеющих программатор энергосберегающих режимов на сутки и неделю, а также с ручным задатчиком.
Возможно также управление с помощью только термостата помещения по команде от сотового телефона*, что принципиально невозможно осуществить с помощью термостата теплоносителя из-за его большой зависимости от метеоусловий и тепловыделений внутри дома в пределах указанных точностей поддержания заданных режимов с затратами времени пользователей не более 30-60 с на один режим.
Более шести лет в одном коттедже Подмосковья управление отоплением осуществляется опытным образцом автоматики с термостатом помещения. Проверка названной автоматики с термостатом помещения в реальных условиях эксплуатации показала высокую надежность (за более чем 30 000 часов работы ни одного отказа), высокую точность, быстроту настройки на заданный режим отопления и т.д.
Успешными были испытания в лаборатории ЖМЗ 2-х образцов автоматики с термостатом помещения (с сильфонным приводом штока вентиля и упрощенным электронным вариантом с питанием от батареек) [2,3].
Проведенные испытания и опытная эксплуатация в реальных условиях одного коттеджа в Подмосковье позволили получить необходимые данные для сравнения технико-экономических характеристик автоматик с термостатом теплоносителя и с термостатом помещения по всему эксплуатируемому парку АГВ.
Оказалось, что в условиях существующей цены на природный газ 1,4 руб./м3, годовая экономия при использовании для управления газовым котлом автоматики с термостатом помещения вместо автоматики с повсеместно используемым термостатом теплоносителя по России составит порядка 2-2,5 млрд. долларов (Прилож. 1).
* Такое управление возможно совмещать с сенсорами охранной сигнализации и другими сенсорами, выполняющими функции управления и контроля исправности работы системы отопления и т.д.
гаятииюш!
имдиииииЯ
Окупаемость автоматики с термостатом помещения для самых дорогих электронных версий будет не более 2-х лет, а автоматики с термостатом помещения с сильфонным приводом не более одного года (Прилож. 1. ТЭО).
Вышеназванные исследования позволили предложить планы наиболее быстрого внедрения полученных результатов для организации массового производства автоматики с использованием термостатов помещения, а также пути проведения дальнейших НИР и ОКР, позволяющих удовлетворить требования безопасности разработанного нового ГОСТ Р 517332001. Кроме того, надо разработать проект нового НТД, учитывающего требования по энергосбережению и
экологии, либо дополняющий уже действующий ФЗ №28 "Об энергосбережении" от 03.04.1996 г.
Это тем более важно, что требования ЕС по энергосбережению охватывают с 2003 г. газовые котлы мощностью 15 кВт и выше, а подсоединение РФ к Киотскому протоколу, а также предстоящее вступление в ВТО не оставляют нам другого выбора[4].
Особенностью такой автоматики является обеспечение экономии природного газа на 30-40% по сравнению с традиционной системой управления по температуре теплоносителя. Эта разработка защищена патентами РФ и награждена золотой медалью 1-й Международной выставки инноваций в 2001 г.,
Рис. 2. РТП-2 — манометрическая схема управления температурой в помещении. Предназначена для установки на газовый котел типа АГВ и регулирования потока газа на основную горелку. Состоит из термостатического регулирующего вентиля, пропускающего газ, и термостатической головки с дистанционным заданием и датчиком температуры помещения.
Рис. 3. РТП с дистанционным датчиком
Рис. 4. РТП с дистанционным задатчиком
= 16 Энергобезопасность в документах и фактах
удостоверение на неё подписано лауреатом Нобелевской премии академиком Ж.И.Алферовым.
Представленные на российском рынке лучшие образцы зарубежных изделий оснащены центральным регулятором температуры теплоносителя, часть производителей предлагают варианты котла с центральным регулятором температуры помещения.
Отечественные производители АГВ пока не предлагают покупателю поставку котлов с центральным регулятором температуры помещения.
Хотя опытный образец такого термостата, как это говорилось выше, прошёл заводские испытания на ЖМЗ и шесть отопительных сезонов уже управлял отоплением коттеджа в Подмосковье, наработав без единого отказа более 30 000 часов в условиях реальной эксплуатации. Упомянутый термостат на 40-50% дешевле импортных аналогов, функционально не уступает последним и конструктивно более прост.
Предлагаемый нами термостат помещения так же, как и зарубежные аналоги, может управлять как атмосферной горелкой котла, так и горелкой с принудительным дутьем.
Подавляющее большинство зарубежных котлов обеспечивает принудительную и, в отдельных случаях, регулируемую циркуляцию теплоносителя. Это позволяет быстро достигать комфортной температуры в отапливаемом помещении и определенное энергосбережение. То же самое обеспечивается котлами АГВ по желанию покупателей.
Однако нужно отдавать себе отчет, что эксплуатация систем с принудительной циркуляцией тепло-
носителя серьезно осложняется в РФ качеством электроснабжения, в частности, наличием перерывов в электроснабжении и др.
Поэтому нами разработаны гидравлические устройства автоматической коммутации принудительного потока теплоносителя в системе отопления на естественную циркуляцию.
Устройства защищены двумя патентами РФ. Стоимость таких устройств коммутации при установке "под ключ" не превышают 50 долларов.
В то же время зарубежные производители ориентируют отечественных потребителей при перерывах в электроснабжении либо на бензоэлектрический генератор (стоимость 1500-2000 долларов), либо на аккумулятор с преобразователем (500 долларов).
В табл. 1 приведены основные характеристики отечественного и чешского отопительных котлов АОГВ и "Термона" (наиболее адаптированные котлы к условиям РФ).
Нужно учесть, что при построении автоматики АГВ нами применен элементный принцип, в "Термо-не" - агрегатный, что усложняет и удорожает сервисное обслуживание и ремонт. Производство агрегатного варианта технологически более сложно и дорого по сравнению с отечественной техникой.
Анализ табл.1 показывает, что АГВ уступает "Термоне" лишь в КПД котла. В последние годы ЖМЗ удалось увеличить КПД АГВ с 82 до 88%. Далее "Термона" может предложить серийный термостат помещения, у АГВ - лишь опытные образцы, которые имеют наработку в реальных условиях эксплуатации более 30 000 часов.
Таблица 1
Наименование Тип установки
АОГВ - 29 THERM 25 P
Масса, кг. 55 115
Мощность, кВт 29 25
Срок службы, лет 14 10
Гарантия, лет 3 1
При применении принудительного циркуляционного режима - увеличение цены, долл. 50 От 500 1500
Цена за 1 шт., долл. 300 870
Установка, наладка, долл. 75 488
Стоимость термостата помещения, долл. 90 135 (без батареек)
КПД котла, % 88 92
Сервисное обслуживание Региональное: органами облгаза Фирменное
Стоимость послегарантийного обслуживания, долл. Не более 500 Не более 2996
Цена за один котел при установке "под ключ", долл. *465/415 **4479/1493
Затраты времени пользователя на управление котлом, ч/год При наличии термостата теплоносителя 462 462
При наличии манометрического термостата помещения 23,1
При наличии электронного термостата помещения 15,4 15,4
Примечание: при перерывах электроснабжения *С обеспечением принудительного режима циркуляции ** Без обеспечения принудительного режима циркуляции
ИМДИИВРИЯ
Вместе с тем по другим показателям АГВ превосходит "Термону", а по стоимостным меньше последней в 3-5 и более раз.
Некоторыми разработчиками ставятся вопросы о применении более сложной автоматики котла, в частности, с датчиком температуры контроля погоды. Применение такой автоматики известно для больших зданий. В последнее время американская фирма "Honeywell" предлагает подобные датчики и регуляторы температуры на их основе для управления тепловыми режимами в относительно небольших помещениях.
Однако цены на них порядка 300 долл., а увеличение цены не подтверждается эффектом использования, не ясна и их окупаемость относительно используемых термостатов помещения (РТП).
Применение же радиаторных термостатов на теплоносителе (вода) возможно при отоплении помещений порядка 200 м2 и более при наличии принудительного циркуляционного режима движения теплоносителя.
Однако при наличии в коттедже 15-25 и более радиаторных термостатов (стоимостью 40 долл. каждый с ручным задатчиком да еще расположенных в комнатах 2-этажного дома) значительно усложняется установка энергосберегающих режимов: 18-22 "С днем, 15-16 "С ночью и 10-12 "С - дежурный режим в отсутствие пользователя. Это возможно приведет к переходу к радиаторным термостатам с электроприводом и электронным задатчиком, стоимость которых 120-150 долл. каждый. Из последних замечаний следует, что радиаторные термостаты применять возможно, но это техника для элитных домов и людей с неплохим достатком. Для массового потребителя такая автоматика неактуальна.
Центральная автоматика отечественной разработки, состоящая из термостата помещения и других элементов, дает российскому потребителю энергоэффективные системы отопления с котлами мирового уровня по доступным ценам. Она обеспечивает не только импортозамещение в значительном сегменте рынка, но и серьезный экспортный потенциал российской промышленности газовых котлов малой мощности.
Сопоставим также затраты населения на необходимый рост парка АГВ до обеспечения 100% уровня газификации (сейчас 53%). 415$ х 3 млн. шт. АГВ = = 1,245 млрд. $. Окупаемость 1-1,5 года.
Затраты по "Термоне", наиболее адаптированного в РФ аналога: 1493$ х 3 млн. шт. = 4,479 млрд. $, т.е. в 3,5 раза больше отечественных, а ведь нами выбран (см. табл.1) самый выгодный вариант сравнения "Термоны" с АГВ (не все виды затрат "Термоны" были учтены).
Кроме того, как это отмечалось в статье [5], большая часть эксплуатируемого парка АГВ, составляющего сейчас порядка 3 млн. штук, может быть модернизирована с помощью разработанной автоматики непосредственно в местах их использования без демонтажа последних. При этом значительно будет повышена энергоэффективность и при затратах населения не более 150-170 млн. $ или на одно АГВ не более 70-80$, экономический эффект составит по всем статьям не менее 2 млрд. $ в год.
Отметим, что "Термона" более чем в 2 раза по материалоемкости превосходит АГВ (на 60 кг). Это означает, что замена АГВ на "Термону" при наращивании уровня газификации с 53 до 100% приведет к увеличению сырьевых переделов на 180 000 тонн. Россия, которая предпочитает использовать высокие технологии, не может ориентироваться на повышенную материалоемкость своих изделий.
Известно, что потери тепла из-за перегрева на
1 °С равны в Московском регионе 5%. [1.1] Переход на дежурный режим 10-12 °С с 22 °С дает 10 °С снижения температуры в помещении и 50% экономии тепла.
Пусть АГВ работает в сутки 8-10 ч в отсутствии пользователя, и уже это позволит получить ~ 17% экономии энергии, а ведь есть и другие энергосберегающие режимы. Для справки, точность установки и поддержания энергосберегающих режимов нашей автоматикой достигает ±0,75%, так как изменения входных давлений и температуры газа практически равны нулю по сравнению с возмущениями этих же регуляторов на трактах горячей воды в отоплении и ГВС, а электронных 0,3%. Все это описано в 22 публикациях авторов по этой тематике 1994-2004 гг.
Оптимизация потоков информации индивидуального приборного учёта природного газа и других энергоносителей
Энерго- и ресурсосбережение требуют замены так называемых косвенных тарифов*: стоимость отопления 1 м2 жилой площади, плата за холодную и горячую воду с одного человека, стоимость пользования для одного человека газовой плитой, водяным проточным водонагревателем и т.д. на прямое измерение расходуемых ресурсов: электроэнергия фиксируется электросчётчиком, измерение газовым счётчиком израсходованное количество природного газа в м3 , горячей и холодной воды водяными счётчиками в м3, количество расходуемого тепла теплосчётчиками, т.е. прямое измерение расходуемых ресурсов осуществляется непосредственно приборами, установленными у пользователя.
В этом случае не нужно следить за количеством прописанных или арендующих людей в квартире, а также живущих за городом, на даче, у родственников или знакомых, хранить по этой тематике различные справки, освобождающие от оплаты за ресурсы, которые не потреблялись. Точность учёта ресурсов повышается за счёт метрологического контроля средств измерения. Кроме того, полностью из системы учёта удаляются косвенные тарифы при установке приборов учёта в каждой квартире, доме, на трассах производителей ресурсов или ДЕЗах - уменьшаются потери ресурсов и возможности перекладывания средств населения на компенсацию плохой работы производителей ЖКУ и сервисных служб (плохая теплоизоляция, утечка из труб и т.д.) [6].
* Ошибка расчёта при применении косвенных тарифов может составить 10 - 15 % и более от реально потреблённого ресурса.
18 Энергобезопасность в документах и фактах
Приборы учёта (например, отечественные газовые счётчики "Газдевайс") с точностью 2% зафиксируют количество газа, расходуемого в холодную и тёплую зиму, в то же время с помощью косвенного тарифа ошибка расчёта может составить 10 - 15% и более от реально потреблённого ресурса [6].
Другой пример определения платы за горячую воду, которую получают путём подогрева подаваемой холодной воды. Температура воды может меняться в довольно больших пределах от 5-7 °С до 20-25 °С, то есть на 15 °С. А подогрев её производится до 45-50 °С. Здесь измерение первичных ресурсов с помощью счётчика горячей воды по сравнению с косвенным тарифом может улучшить учёт реального расхода ресурсов на 20-25%. То есть точные современные энерго- и ресурсосберегающие технологии будут требовать применения более точных инструментальных методов контроля и приборов учёта.
Так как исходные данные приборного учёта ресурсов служат целям хозрасчёта населения с поставщиками ресурсов, то затраты на обработку этих данных должны быть минимизированы.
За счёт оптимизации потоков данных приборного учёта должна быть обеспечена экономия материальных, трудовых ресурсов и свободного времени населения, а также более быстрое поступление финансовых ресурсов населения на счета поставщиков (производителей), предоставляющих населению ресурсы ЖКУ. Причём на первой стадии оптимизации движения информации экономия составит по Москве более 100 млн. $ в год, по Московскому региону более 90 млн. $ в год, а по России в целом не менее 500 млн. $.
Завершение первой стадии оптимизации* движения информации позволяет перейти ко второй стадии оптимизации движения информации - безналичным расчётам по коммунальным платежам с помощью "смарт-карт". Количество газовых счётчиков в Московской области в настоящее время составляет более 100 тысяч на 0,4 млн. АОГВ и порядка 150 тысяч проточных водонагревателей, т.е. уже сейчас объёмы приборного учёта индивидуального потребления охватывают 25% потребителей (более подробно см. Прилож. 1, п.10. "Оптимизация потоков информации индивидуального приборного учёта природного газа и других энергоносителей").
Безусловно, приборные системы учёта потребляемых ресурсов не могут сразу войти в практику, но по мере повышения цен на ресурсы и снижения цен на приборы окупаемость их подойдёт к 3 - 5 годам, и тогда процесс внедрения приборного учёта значительно ускорится.
Но уже сейчас в Москве монтируется в домах более 40000 приборов учёта, по несколько приборов разного назначения на каждый дом. Оптимизация приведёт к замене квитанций на электроэнергию Мосэнерго, абонентую плату за телефон и другие расчёты горизонтальными строками в ЕПД, введению учета условно - постоянными величинами, сокращению платежей сопровождающей информа-
* Оптимизация - это концентрация информации от различных производителей ЖКУ в едином платёжном документе (ЕПД) и сокращение на порядок объёма сопроводительной информации.
цией, как минимум на порядок, и уменьшению материальных, трудовых ресурсов, свободного времени и инфраструктурных составляющих. При этом общая экономия по России превысит 0,5 млрд. $ [7,8].
Осуществление вышеназванных мероприятий требует разработки Федеральной целевой программы "Энергосбережение в малой энергетике", в которую должны войти следующие вопросы:
1. Разработка ОКР на КД по модернизации всего эксплуатируемого парка АГВ 3 млн. штук (без демонтажа).
2. КД на вновь выпускаемые АГВ в количестве 250-300 тысяч ежегодно.
3. Разработка проектов НТД АГВ с учетом энергосберегающих и экологических составляющих.
4. Проведение испытаний опытных образцов АГВ в реальных условиях эксплуатации по результатам разработки ОКР, проведение сертификации.
5. Разработка ОКР опытных образцов электронной автономной автоматики с ручным вводом задания.
6. Разработка НИОКР на автономные электронные образцы с программаторами суточных и недельных заданий.
7. Разработка НИОКР экспериментального образца с управлением от сотового телефона.
8. НИОКР "Оптимизация потоков информации индивидуального приборного учёта природного газа и других энергоносителей".
Проблемы внедрения
План продвижения продукта на рынок и план развития продаж должены обеспечить быстрое внедрение энергосберегающей и ресурсосберегающей техники газовых котлов и газовых счетчиков. Эти котлы, оснащенные регуляторами температуры помещения РТП, как это говорилось выше, позволяют уменьшить расход газа на 30-40%.
В настоящее время действует Федеральный закон № 28 "Об энергосбережении" от 2 апреля 1996 г. К сожалению, он не требует контроля энергосбережения котлами производительностью ниже 100 кВт, парк которых насчитывает более 3 млн. шт. Закон также не содержит набора экономических инструментов, позволяющих материально заинтересовать российских ученых и производственников в разработке и производстве энергосберегающего оборудования и технологии.
Такими инструментами могут стать снижение НДС, налога на прибыль предприятий и ЕСН приблизительно до уровня, который установлен формируемым сейчас Центрам высоких технологий, а также введение шкал стимулирования разработчиков в зависимости от полученного эффекта при внедрении их предложений. Это позволит в кратчайшие сроки предложить на российском рынке газовые котлы с повышенными энергосберегающими характеристиками, потеснив при этом традиционные.
Учитывая низкую платежеспособность населения, внедрение энергосберегающей автоматики может базироваться на лизинге с поставкой модернизированного оборудования пользователю сразу
после подписания договора и с последующим возвратом пользователем кредита за счет договорного временного повышения тарифов на газ. При этом возможна отдача пользователем не всей суммы, а только ее части (50-60%). Остальная часть кредита будет стимулом для граждан.
Основа достижения экономии - обеспечение потребителей газа энергосберегающей отопительной техникой и приборами учета. Материальную заинтересованность в ее оптимальном использовании будут создавать система нормативов и стимулирование рынка. В нашем случае это тарифы на природный газ, ограничение его затрат на обогрев 1 м2 полезной площади жилища или производственного помещения и связанные с этим сертификационные требования (например, к газовым котлам) в части экологических и энергосберегающих характеристик. Может оказаться, что производители газовых котлов, или часть из них, не могут быть допущены на российский рынок, что потребует от них внесения конструкторских доработок и повлечет за собой повышение цены
на их продукцию. С другой стороны, в результате повышения цен на природный газ, продаваемый сейчас ниже себестоимости, потребители будут вынуждены искать на рынке оборудование, способное сократить затраты на отопление и ГВС.
Кроме населения кредиты могут потребоваться заводам, НИИ, КБ и поставщикам газа - на разработку, подготовку производства, различные виды испытаний новых образцов техники, а затем на организацию серийного выпуска, рекламу и продвижение продукции до конечного потребителя.
Государство и газовые компании совместно с коммерческими банками, в том числе зарубежными, должны сформировать фонд финансовых ресурсов для энергосберегающих мероприятий, которые пойдут на предоставление возвратных кредитов разработчикам, заводам-производителям, сервисным организациям, поставщикам газа и населению. На рис. 5 представлена схема взаимосвязей участников рынка для быстрого внедрения энергосберегающих технологий.
э-
Рис. 5. Схема взаимосвязей участников рынка
Технико-экономическое обоснование ТЭО
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Сопоставление экономической эффективности устройств поддержания теплового режима традиционной и предложенной автономными схемами автоматики РТП для котлов типа АОГВ [9]
Расчет экономического эффекта при реализации автономной схемы автоматики РТП.
Общий экономический эффект:
За счет экономии средств по статьям:
1 - затраты времени пользователя на управление;
2 - дотации на природный газ из бюджета всех
уровней, средства пользователей вместе со стоимостью сэкономленного газа;
3 - фонд экологии;
4 - фонд занятости;
5 - сокращение пособий по безработице в связи с
увлечением занятости;
6 - на создание рабочих мест;
7 - уменьшение расходов на транспортировку газа;
8 - увеличение налогооблагаемой базы бюджетов
всех уровней, объема ВВП.
-е
= 20
Энергобезопасность в документах и фактах
Исходные данные для расчета
№ Показатели Величина Обозначение Источник информации
1 2 3 4 5
1 Ожидаемый годовой объем товаров и услуг (АГВ, газовые счетчики), млн. $ 125 ВВП [10,11]
2 ВВП на 1 работающего, $ 6000 ВП ЦСУ РФ
3 Затраты на создание 1 рабочего места, $ 3330 З1 Мэрия Москвы
4 Пособие по безработице, выплачиваемое в течение года 1 чел., $ 800 Б [12]
5 Мировая цена на газ за 1000 м3, $ 220 Цгм [13,14]
6 Цена на газ на внутреннем рынке за 1000 м3, $ 48 Цв [13,15]
7 Стоимостная оценка экологического ущерба от сжигания газа на 1000 м3, $ 10,3 Эу [16-20,21]
8 Годовая экономия газа при применении проекта, млрд. м3 1,5 Х [10,21,22]
9 Прирост численности работающих в связи с реализацией проекта ,чел. Ч общ Расчет
10 Увеличение доходов бюджетов всех уровней в связи с увеличением объемов услуг и товаров, млн. $ Н Расчет
11 Среднее время участия пользователя в управлении АОГВ (ч\сут.):
11.1 при применении автоматики серийных образцов отечественных и зарубежных котлов с термостатом по теплоносителю, при установке одного режима, 1,5 Тсв 1 2 [23]
11.2 при применении автоматики неэлектронного типа РТП с термостатом помещения, не более, ч/сут. 0,25 Тсв 2 результаты испытаний
11.3 при применении автоматики электронного типа РТП с термостатом помещения, не более, ч/сут. 0,1 Тсв 3 результаты испытаний
11.4 Число устанавливаемых энергосберегающих режимов в сутки 4 L
12 Цена 1 часа времени пользователя, $ в с Цс
12.1 Россия, на 01.01.2004 1.08 [24]
12.2 США, на 01.01.2004 3,75 [24]
13 Уровень инфляции $ в США, % 50 25 лет (1978-2003)
14 Время сохранения рабочего места, лет 10 Тр
1. Затраты времени пользователя на управление
1.1. Расчет экономии средств Эсв1 за отопительный сезон за счет экономии времени пользователя при переходе от традиционной серийной автоматики АОГВ к автоматике с электронным термостатом типа РТП и датчиком температуры помещения (число ^Т из табл.2): Эсв1= Цсв хЦт;в1 - Тсв3^ хТ=1,08 х4 х(1,5-0,1)х750 х
х103 х210 = 952.560 млн. $.
На один аппарат АОГВ круглогодичного использования за отопительный сезон Эсв1-1 = Эсв1/М = 1270.8 $ в год.
1.2. Расчет экономии средств за счет экономии свободного времени пользователя при переходе от автоматики РТП неэлектронного типа к автоматике РТП электронного типа:
Эсв2= Цсв х(Тсв2 - Тсв3)МхТ=1,08 х (0,25-0,1)х750 х
х103 х 210 = 25.515 млн. $.
На один аппарат АОГВ круглогодичного пользования за отопительный сезон Эсв2-1 = Эсв2 = 33.402 $ в год.
1.3. Расчет экономии средств Эсв3 за отопительный сезон за счет экономии времени пользователя при
переходе от традиционной серийной автоматики АОГВ к автоматике с неэлектронным термостатом типа РТП и датчиком температуры помещения:
Эсв3 = Цсв х Ь(Тсв1 - Тсв2)М х Т= 1,0 8 х 4 х(1, 5 - 0,25 )х
х750 х 103 х 210 = 850.5 млн. $.
На один аппарат АОГВ за отопительный сезон:
Эсв3-1 = Эсв3 = 1134 $в год.
2. Экономия на дотациях на природный газ (из бюджета всех уровней и Газпрома), средств пользователей вместе со стоимостью сэкономленного газа:
ЭДГ = Х х [ЦГМ + (ЦГМ - ПГ - ПП )+ (ПП + Пп )] = Х х
х2 х ЦГМ = 660 млн. $,
где Х см. Прилож. 1, таб.1;
ПГ = а х ЦВ - величина платежа граждан за газ, где а= 0,725 - доля населения, оплачивающая за газ
* Так как пенсионеры и другие льготные категории граждан получают 50%-ную скидку с тарифа, то фактическая экономия средств бюджета РФ будет еще больше из-за того, что пенсионеры составляют 40 млн. человек или 27,5 % всего населения, и у них тариф -24$.
по внутренней цене, П П = (1 - а1 )х ЦВ - величина платежа пенсионеров за газ, где (1 - а1 )- доля пенсионеров в составе населения, равная 0.275.
Общая дотация из бюджетов всех уровней:
Д = ЦГМ - ПГ - ПП ; ПГ + ПП - средства пользователей.
3. Экономия средств фонда экологии
Исходные данные к расчету экономии средств на охрану окружающей среды в связи с внедрением проекта (см. табл. 2).
Расчет включает только затраты на посадочный материал и посадку зеленых насаждений (деревьев, кустарников и др.) с учетом также АГВ некруглогодичного пользования.
Экологическая нагрузка, создаваемая 1 АГВ некруглогодичного пользования, принята для расчетов как 10% от экологической нагрузки 1 АГВ круглогодичного пользования. Размер высвобождаемой земли:
LЦ = ^QO2 (Ч + N)Т/П02 = 0,4 х 12,9 х(0,75 + 2,25 х0,1 )х х106 х5,016х 107277440 = 90958 га.
Экономия средств на охрану окружающей среды:
ЭЭ = Ьц хПплхЗп^= 1267,7 млн. $ (значения величин см. Прилож. 1, таб. 2);
ЭLц = С х Ц = 18,192 млн. $.
Экономия средств на охрану окружающей среды с учетом расширения налоговой базы на землю:
ЭЭ = ЭЭ + ЭЬц = 1267,7 млн. +18,192 млн. =1285,9 млн. $.
В общий экономический расчёт вводим 246,187573 млн. $, а остальное пойдёт в запас прочности результата экономического расчёта.
4. Экономия средств фонда занятости
Определим увеличение занятости в связи с модернизацией газового инженерного оборудования для отопления и ГВС дома. В [11,21,26] приведены частичные объемы разработки, производства и сервисных услуг, необходимые при ресурсосберегающей модернизации газового оборудования индивидуального российского дома (без учета потребностей модернизации домов стран СНГ, дальнего зарубежья и роста объемов газификации быта). В данные, приведенные в [10], включены объемы производства и сервисных услуг по газовым счетчикам, которые необходимо устанавливать для коммерческого учета газа у пользователя, в первую очередь там, где круглогодично используются модернизированные АГВ по проекту, так как последние являются наиболее энергоемкими потребителями газа в быту, а также новые АГВ и отдельно РТП. С учетом прогнозируемого 5-летнего срока модернизации в РФ всего названного оборудования ежегодный объем ВВП составит порядка 125 млн. $ (см. Прилож. 1, табл.1, п.1).
Отсюда увеличение занятости составит:
Чобщ = ВВП/ВП = 125 х 106/6000 = 20833 чел.
5. Сокращение пособий по безработице в связи с увеличением занятости:
Эб = Б х Чобщ = 800 х 20833 = 16,666 млн. $/год .
6. Экономия средств на создание новых
рабочих мест
В связи с тем, что в настоящее время предприятия приборостроения и энергомашиностроения соответствующего профиля недогружены, то никаких
Таблица 2
№ Показатели Величина Обозначение Источник информации
1 2 3 4 5
1 Производительность по кислороду О2 1 га леса, кг/год 277440 ПО2 [17,18,19]
2 Плотность лесопосадки, шт/га 800 Ппл [20]
3 Стоимость посадочного материала и посадки, руб/шт. 500 Зп [20]
4 Потребность в кислороде серийного аппарата АГВ, кг/час 12,9 ^2 [16]
5 Продолжительность отопительного периода в Московском регионе в год, дн/час 210 / 5016 Т Гидромет [21] менее +8 °С
6 Экономия средств на охрану окружающей среды, млн. $./год Ээ Расчет
7 Количество АГВ круглогод. пользования, млн. шт. 0.750 N [10,11]
8 Сокращение затрат природного газа и кислорода на аппарат АГВ, % 40 Ф [10,21]
9 Количество АГВ некруглогодичного использования, млн. шт. 2,25 N1 [11]
10 Размер высвобождаемой земли Ц расчет
11 Экономия средств на охрану окружающей среды с учетом расширения налоговой базы на землю,млн. $/год ЭЭ Расчет
12 Увеличение доходной части государственного бюджета за счет расширения налоговой базы на землю Эщ Расчет
13 Налог на землю (земельная рента), $ 200 /1 га С
14 Курс доллара, руб. 28,7 V
22 Энергобезопасность в документах и фактах
затрат на создание новых рабочих мест, необходимых для производства дополнительного ВВП, не потребуется. Поэтому экономия равна:
Эр = Чобщ х З,/Тр = 20833 х 3330/10 = 6,93 млн. $/год.
См. Тр в Прилож. 1, табл.1, п.14.
7. Экономия средств за счет увеличения налогооблагаемой базы бюджетов всех уровней объема ВВП
В [27,28] приведены данные о том, что в доходы бюджета всех уровней отчисляются средства примерно в сумме 37 % от ВВП. Отсюда увеличение искомых средств равно:
Эн = ВВП х 0,37 =125 х 0,37 = 46,25 млн. $/год .
В связи с ростом ВВП в приборо- и энергомашиностроении увеличатся отчисления в различные внебюджетные фонды (пенсионный, ЕСН, подоходный ПН и др.), возрастет и платежеспособный спрос работающих в этих отраслях.
Размер отчислений по налогам ЕСН+ПН при средней заработной плате З1 одного работающего будет: Эесн=Чобщ х З! х (ЕСН +ПН) = 29 860 630 $.
8. Расчёт уменьшения расходов на транспортировку газа
Исходные данные к расчёту (см. табл. 3).
Среднее плечо доставки газа потребителям составляет 3000 км. В настоящее время основные месторождения Газпрома расположены в Сибири, где проживает приблизительно 18% населения РФ, а в Европейской части РФ - 82%. В расчёте не учитывается, что уровни газификации на Европейской территории и за Уральским хребтом в Сибири и на Дальнем Востоке имеют разные значения. В Европейской части РФ они больше, так как там наиболее развитая инфраструктура газовой сети (проложено большинство экспортных трубопроводов).
В расчёте принято, что реальное плечо транспортировки составляет 2000 км. Экономия на транспортировке газа вычисляется по формуле:
ЭТ= Т х Б! х X = = 1,6 х Б1/100 км х Х/1000 м3 = 48 млн.$.
Х = количество сэкономленного газа (см. Прилож. 1, табл. 1) 1,5 млрд. м3/год.
В настоящее время в РФ установлено девять ценовых поясов на природный газ в зависимости от величины плеча транспортировки газа от месторождения до потребителя.
Общеэкономический эффект по РФ
Общая годовая экономия средств, рассчитанная по вышеприведенным статьям, при полном объеме реализации проекта по России с контролем температуры помещения электронным вариантом термостата:
Эобщ.Россия = Эсв1 + Эдг + Ээ' + Эб + Эр + Эн + Эесн + ЭТ =
= 952.560 + 660 + 246,187573 + 16,666 + 6,93 + 46,25 + + 29,86 + 48 = 2006,454 = 2006 млрд. $.
А общая годовая экономия средств, рассчитанная по вышеприведенным статьям, при полном объеме реализации проекта по России с контролем температуры помещения неэлектронным вариантом термостата:
Э1общ.Россия = (ЭСВ1 + Эсв2) + Эдг + Ээ' + Эб + Эр + Эн + Эесн
+ ЭТ = (952.56 + 25,515) + 660 + 246,187573 + 16,666 + +6,93 + 46,25 + 29,86 +48 = 2031,968 = 2,032 млрд. $.
Полученный результат учитывает уровень газификации в 2005 году У2 = 53%, при планируемом в 2007 году уровне газификации в У1 = 66% [29]. Экономия даже без изменения цены на газ составит
Э2007 = Эобщ.Россия х У1/У2 = Эобщ.Россия х 66/53 = 2,032 х
х 1,245 = 2.529.8 млрд. $.
Расчет экономии проведен для 0,75 млн. АГВ (котлов круглогодичного использования).
Более 2,25 млн. котлов некруглогодичного использования (используются только весной, летом и осенью). Они не принимались во внимание, кроме учета экологической нагрузки. Если принять их заранее заниженную экономию хотя бы 10% от круглогодично используемого АГВ, то получим увеличение общей годовой экономии. При этом окупаемость для этой части котлов будет в пределах срока 4...7 лет, который будет уменьшаться при росте цен на газ. Почти 90% природного газа расходуется сейчас на отопление, остальное - на приготовление пищи и ГВС.
С целью ускорения внедрения автоматики предлагаемого типа в нормативных документах необходимо предусмотреть: автоматика газовых котлов малой мощности до 50 кВт должна обеспечить пользователю за время не более 1 мин уставку одного режима и точность поддержания температуры в помещении не хуже ±1°С вне зависимости от климатических изменений и тепловыделений внутри дома, обеспечивать экономию газа 30% - 40%.
Общеэкономический эффект по Москве и региону
Экономия составит более 10% от приведённых выше цифр по России с контролем температуры помещения электронным вариантом термостата ЭобщМосква примерно 209 млн. $ и с контролем температуры помещения неэлектронным вариантом термостата
Эобщ.москва = 205 млн. $.
Известно, что энергосбережение одной единицы природного газа в местах потребления в 5-7 раз дешевле его разведки, добычи и транспортировки к потребителю.
В связи с этим закон ФЗ №28 от 03.04 "Об энергосбережении" должен, на наш взгляд, содержать не
Таблица 3
№ Показатели Величина Обозначение Источник информации
1 2 3 4 5
1 Тариф на транспортировку 1000 м3 газа на 100 км., $ 1,6 Т [26]
2 Средняя величина плеча транспортировки, км 3000 8 [26]
3 Реальная величина транспортировки, км 2000
4 Экономия на транспортировке газа Рассчитывается ЭТ
только декларацию о намерениях, но и экономические инструменты, позволяющие материально заинтересовать российские предприятия, науку и население в разработке, организации производства энергосберегающего оборудования и технологий, а также оптимальное их использование.
Это позволит в кратчайшие сроки предложить на российский рынок газовые котлы с повышенными энергосберегающими характеристиками, потеснив традиционные. Это должно освободить бюджет РФ от миллиардных дотаций населению и другим потребителям, будет способствовать сокращению экспорта газа за рубеж по бросовым ценам и расширению внутри страны объемов газификации быта, повышению занятости, улучшению экологии и т.д.
Одновременно в законе ФЗ №28 необходимо значительно снизить начальную величину мощности котлов, которые должны контролироваться с точки зрения энергосбережения. В ЕС - это 15 кВт [4]. В качестве примера приведем наиболее распространенные в России газовые котлы типа АОГВ для отопления домов, малых предприятий, имеющих среднюю мощность 20 кВт (11 - 30 кВт).
Общее количество таких генераторов в эксплуатации составляет не менее 3 млн. [11] с установленной мощностью более 80 млн. кВт. Эта используемая мощность сопоставима с мощностью, необходимой для отопления жилого фонда города Москвы. Необходимо отметить два существенных момента:
1) большая часть используемых АГВ морально устарела и не обладает современными энергосберегающими характеристиками, которые позволяют уменьшить расход газа на 30-40 % ;
2) модернизация всего парка используемых котлов может быть проведена без их демонтажа, прямо на месте.
Существенно важно и то, что элементная часть автоматики газовых котлов российских разработчиков базируется на автономной автоматике манометрического и электронного типов, используемых сейчас в радиаторных термостатах водяного отопления [10,21] и она значительно дешевле применяемой в зарубежных котлах. Кроме того, автоматика РТП построена по элементному принципу, в то время как зарубежная автоматика ("Honeywell" и др.) по агрегатному. Это удорожает конструирование, производство и эксплуатацию, требует организации агрегатного принципа ремонта, т.е. больших оборотных средств на ЗИП, более квалифицированные кадры и более сложных поверочных сервисных центров, в целом более дорогую инфраструктуру ремонта и сильную зависимость от зарубежных производителей. Необходимо также осветить вопросы использования энергосберегающей автоматики российских котлов. Она окупается в 1,5 - 2 года. Но, учитывая низкую платежеспособность российского населения, внедрение энергосберегающей автоматики должно базироваться на потребительском беспроцентном кредите, возврат по которому возможен путем временного договорного повышения тарифов на газ с поставкой модернизированного энергосберегающего оборудования пользователю сразу после подписания договора (лизинг).
Выше уже говорилось о потребительском беспроцентном кредите, являющемся важнейшим элементом организационной схемы. Применение этой схемы ведет к энергосбережению и экономии других ресурсов: увеличению ВВП (а значит налогооблагаемой базы и т.д.), повышению занятости, сокращению затрат на создание рабочих мест, выплату пособий по безработице в связи с увеличением занятости, средств фонда экологии, средств бюджета всех уровней за счет сокращение поставки газа внутреннему потребителю по ценам ниже мировых. Основой достижения названных целей является оснащение потребителей газа (в нашем случае граждане и малые предприятия) энергосберегающей отопительной техникой и приборами учета. Материальную заинтересованность в ее оптимальном использовании должна создавать система нормативов и стимулов рыночной экономики. Такие стимулы формирует государство. В нашем случае это тарифы на природный газ, нормативы на предельные затраты на отопление 1 м2 полезной площади жилища или производственного помещения и связанные с этим сертификационные требования (в нашем случае, например, к газовым котлам) в части экологических и энергосберегающих характеристик. При этом может оказаться, что производители газовых котлов, или часть из них, не будут допущены на российский рынок. Это потребует от них восстановить связи с НИИ, КБ или срочно усилить конструкторские подразделения, а значит возможно повышение цены на их продукцию и их дополнительное финансирование. С другой стороны, потребители в результате повышения цен на природный газ, продаваемый сейчас ниже себестоимости, будут вынуждены увеличить значительно свои затраты на отопление и ГВС. Это заставить их искать на рынке газовых котлов те из них, которые способны сократить эти затраты.
С учетом того, что платежеспособность российского населения пока еще низка, ему может потребоваться беспроцентный кредит на приобретение энергосберегающего оборудования, монтаж и его наладку в течение 1,5-3 лет. Кредиты могут потребоваться и заводам, НИИ, КБ и поставщикам газа на разработку, подготовку производства, разные виды испытаний новых образцов техники, а затем организацию серийного производства, рекламу и продвижение до конечного потребителя. Ранее уже говорилось о выгоде государства, формируемой из перечисленных выше статей экономии. Выгоду будут получать население и газовые компании, частично избавляемые от поставок газа по внутренним ценам. Государство и газовые компании также совместно с коммерческими банками, в том числе и зарубежными, должны сформировать фонд финансовых ресурсов для энергосбережения, которые пойдут на предоставление возвратных кредитов НИИ, КБ заводам - производителям, сервисным организациям, поставщикам газа и населению. На рис. 5 представлена оргсхема энергосбережения и связи ее участников.
Наиболее простые системы энергосберегающей автономной автоматики, разработанные российскими разработчиками, не превышают по стоимости 50 $, а более широкие по функциям электронные - 100-120 $ с установкой "под ключ". Дополнительно к перечи-
24 Энергобезопасность в документах и фактах
сленной автоматике у потребителя должен устанавливаться газовый счетчик стоимостью 40-50 $.
Все это позволяет предложить схему (рис. 5) реализации проекта для населения путем перераспределения средств заинтересованных юридических (производители, субъекты бюджетов всех уровней) и физических лиц (население). В частности, организовать передачу ресурсосберегающего оборудования населению на правах лизинга с частичной оплатой порядка 60-70 % за счет договорного временного повышения тарифов на газ, например до 90 коп/м3 , сроком на 1 год. Это, в свою очередь, создаст дополнительные энергосберегающие стимулы у населения.
9. Экономическая оценка использования энергосберегающих характеристик автоматики РТП для котла АГВ на примере среднего российского дома
9.1. Исходные данные
9.2. Экономический расчет
9.2.1. Определение расхода газа на отопление:
= ®общ ¥ а — Q1 = 6600 X 1,12 — 20% X 6600 =
= 7392 —1320 = 6072м3, где а = = 121/108 = 1,12.
9.2.2. Экономия Qэ макс газа за счет применения энергосберегающих характеристик автоматики АГВ:
Qэмакс = Q2 X ^макс = 6072 X40% = 2428,8 м3 .
9.2.3. Максимальные стоимостные оценки экономии газа:
Э: макс = Ц: х Qэ = 0,54 х 2428,8 = 1311,5 руб. = 41,58 долл.
32 макс = Ц2х Qэ = 0,65 х 2428,8 = 1578,72 руб. = 49,33 долл.
33 макс = Ц4х Qэ = 1,0 х 2428,8 = 2428,8 руб. = 77,84 долл.
9.3. Результаты, полученные в п. 9.2, являются максимально возможными. Минимально возможными при ^мин = 20 % , где
QэмИH = Q2 X= 6072X20% = 1214,4м3
31 мин = Ц1х Qэ мин = 0,54 х 1214,4 = 655,75 руб. = 20,79 долл.
32 мин = Ц2х Qэ мин = 0,65 х 1214,4 = 789,36 руб. = 24,66 долл.
33 мин = Ц4х Qэ мин = 1,0 х 1214,4 = 1214,4 руб. = 38,92 долл.
Окупаемость дополнительных затрат на приобретение автоматики РТП, не более, в годах:
Тс мин = Ц3/Э3 макс = 70/77,84 = 0,9 года;
Тс макс = Ц3/Э3 мин = 70/38,92 = 1,8 года , где Тс - срок окупаемости в годах.
В расчете окупаемости не приняты во внимание: экономия времени пользователя по управлению автоматикой РТП электронного типа по сравнению с автоматикой традиционного типа, а также увеличение покупательной способности пользователей автоматики РТП, которые увеличивают экономический эффект на величину более 100 $ за отопительный сезон, что практически сводит сроки окупаемости до 0,5...0,9 года.
Одновременно нужно учесть и другие статьи экономии. Выше уже говорилось об аппаратурной части управления газовыми теплогенераторами.
10. Оптимизация потоков информации индивидуального приборного учёта природного газа и других энергоносителей
Значительный экономический эффект может быть получен при системном подходе к учёту при-
Таблица 4
Наименование параметра Обозначение Стоимостные оценки Примечание
1 2 3 4 5
1 Средний размер строящегося индивидуального дома в РФ, м2 Й1 121 ЦСУ РФ, 2000 г.[25]
2 Размер наблюдаемого (модельного) дома в Подмосковье, м2 Й2 108
3 Время наблюдения за модельным домом, лет Т 3(1999-2003 гг.)
4 Средний годовой расход природного газа на а) приготовление пищи и ГВС, м3 б) отопление дома, м3 в) общее, м3 Ql 6600
5а Максимальные возможности энергосбережения с помощью автоматики АГВ, % Q3 ^макс 40 [16]
5б Минимальные возможности энергосбережения с помощью автоматики АГВ, % Q3 7 20 [16]
6 Доля мин расходов газа в общем расходе газа Q3, % Ql 82 О о
7 Коэффициент приведения данных модельного дома к среднему п
8 Тариф на природный газ, руб/м3 Ц1 0,54 с 01.08.02
9 Тариф на природный газ, руб/м3 Ц2 0,65 с 01.04.2003 бюджет
9.1 Тариф на природный газ, руб/м3 Ц4 1,00 с 01.01. 2004 бюджет
10 Средняя мировая цена на газ, долл./м3 100 Для расчета
11.1 Обменный курс рубля на 01.08.02, руб/долл. 31,54
11.2 Обменный курс рубля на 01.01.2004 г., руб/долл. 31,2
12 Дополнительные затраты на автоматику РТП, не более, $ Ц3 70 Данные калькуляции
Обязательные ставки
Счет по сбору платежей за ЖКУ района «Ломоносовский», ИНН7702000406,
счет 40911810900180000286 БАНК МОСКВЫ, к/с 30101810500000000219. БИК 044525219
ФИО период 07 месяц 2006 года
АДРЕС код 2860080687
Вид платежа Начис-Тариф лено по тарифу Льгота Пере- расчет Начис- лено Вид платежа Тариф Нач. по тарифу Льгота Перерас- чет Начислено
Наем Газ 5.60 5.60 2.80 2.80
Тех.обе. 1.80 118.67 29.70 88.97 Антенна 29.40 29.40 14.70 14.70
Гех. обе. изл. 5.40 Радио 7.56 7.56 3.78 3.78
Отопление 2.60 171.42 42.90 128.52 Зап.уст.
Отопл. изл. Субсидии 000
Г/вода 47.60 47.60 23.80 23.80 ИТОГО 284.99
Х/водавода 44.84 44.84 22.42 22.42 Доб.страх 26.37
Телефон Электри- чество ВСЕГО 311.36
ГБО
Рис. 6. Единый платежный документ (ЕПД)
родного газа и других ресурсов ЖКУ. Разные величины расхода энергоресурсов у различных пользователей приводят к избыточным объёмам сопровождающей информации. Это увеличивает объёмы используемой памяти архивов и трудовых и материальных ресурсов [7,8]. Для устранения указанных недостатков вводится учёт условно-постоянных величин. Так, например, в Москве не менее 3,5 млн. квартиросъёмщиков ежемесячно достают из своих почтовых ящиков квитанцию на оплату жилищнокоммунальных услуг, так называемый единый платёжный документ (ЕПД) (рис.6.).
В него входят оплата за газ и другие, кроме платы за телефон и электричество. За последние приходится платить по отдельным квитанциям. Непонятно, почему эти платежи не включаются в ЕПД; так было бы удобнее всем. А надо всего лишь добавить две новые строчки. Это нововведение позволит сэкономить столице более 100 млн. $ в год. Попробуем разобраться в этом более детально. Для упрощения расчётов за электроэнергию и другие энергоносители необходимо будет ввести условно-постоянный тариф*, вычисляемый по более простому алгоритму, чем применяемый сейчас. Он также позволит сделать перерасчёт за прошедший год. Новый ежемесячный тариф, одинаковый за любой месяц года, будет вычисляться как сумма реального потребления за прошедший год, умноженная на процент инфляции, утверждённой на новый год Госдумой (записывается в бюджете страны), и делённый на 12 месяцев. Информация о реальном потреблении за год
* Оптимизация информации с использованием условно-постоянных тарифов в связи с развитием индивидуального учёта холодной и горячей воды, а также газа, электроэнергии и др. с помощью счётчиков будет существенно возрастать
будет поступать в Единый информационно-расчётный центр (ЕИРЦ) вместе с ЕПД, погашенным в Сбербанке, в который один раз в год заносится строка, за-полняемая квартиросъёмщиком по показаниям электросчётчика печатными буквами (для облегчения автоматического считывания). Что касается абонентской платы за телефон, то тут корректировка вообще не потребуется.
В результате у квартиросъёмщика отпадёт необходимость ежегодной оплаты 24 дополнительных квитанций, на которые уходит примерно 2 часа рабочего времени оператора Сбербанка, в результате сэкономится 39,4 млн. листов бумаги формата А4 стоимостью 1,0 руб./лист. Затраченное оператором рабочее время, в свою очередь, увеличивает время обслуживания населения (потеря свободного времени клиентами Сбербанка), а оно, по данным учёных РАН [24], стоит 1 $/час. По предлагаемой нами системе оплаты электричества и телефона стоимостная экономия при оплате одного часа рабочего времени составит 1,7 $/час. Стоимость всего рабочего времени -
11,9 млн. $, времени ожидания обслуживания - 7 млн. $. Годовая экономия бумаги составит 1,38 млн. $. Если учесть, что годовой фонд рабочего времени одного высвобождаемого работника составляет 1800 часов, то суммарное высвобождение числа работников составит 3 889 человек. Некоторое увеличение нагрузки ЕИРЦ в связи с введением нового порядка оплаты электроэнергии и телефонных услуг с лихвой покроется снижением нагрузки на Мосэнерго, телефонные узлы и те же ЕИРЦ. При этом полностью сократятся расходы на доставку бланков квитанций, составляющих ныне не менее 5 руб. на одного квартиросъёмщика в год, т.е. 17,5 млн. рублей или
0,625 млн. $ на всех квартиросъёмщиков Москвы (3,5 млн. человек). Учитывая, что на одного жителя Мос-
26 Энергобезопасность в документах и фактах
квы приходится сейчас 20 м2 полезной площади, а стоимость 1 м2 составляет 1 500 $, получим экономию на строительстве жилья для высвобождаемых работников - 116,67 млн. $ и экономию на амортизации при сроке его эксплуатации 50 лет - 2,334 млн. $.
Освободившиеся инвестиционные средства на жилье могут быть, в свою очередь, положены в банк под 7% годовых, что даст ежегодный доход, равный 8,669 млн. $. Кроме того, высвобождаемая рабочая сила реально увеличит величину ВВП: из расчёта 4000 $ на одного человека в год это составит 15,556 млн. $.
Экономия за счёт высвобождения оборудования, помещений и оргтехники в Сбербанке города рассчитывается так:
1. Оборудование одного рабочего места: компьютер, офисная мебель и оргтехника - 350 $.
2. Размер помещения на одно рабочее место - 4 м2 (стоимость 1 м2 - 1500 $).
N - количество высвобождаемых работников -3889 человек.
Эк = N х (350+4 х 1500)=3889 х 6350=24,695 млн. $.
Общая же экономия по всем статьям в Москве при переходе от экстенсивных технологий к интенсивным составит: Эобщ = 11,9 + 7 + 1,38 + 0,625 + 2,334 + 8,1669 + + 15,556 + 244,(395 = 71,013 млн. $.
Нами выше не учитывалось свободное время, расходуемое населением на заполнение квитанций (ЕПД), возвращение оплаченных квитанций в домашний архив, их хранение там, посещение Сбербанка, составляющее 12 часов в год х 3,5 млн. $ платильщи-ков или 42 млн. $. С учетом последнего общая экономия составит 71,013 + 42 = 113,013 млн. $.
А если ввести ЕПД в Московской области, где оплату различных платежей (газ, электричество и т.д.) население производит по квитанциям, присылаемым каждой организацией отдельно, то, по нашей оценке, такая перестройка принесёт Московскому региону 80 -90 млн. долларов годовой экономии почти без затрат.
То же самое необходимо провести и в других регионах. Тогда в оставшейся городской России общая экономия составит 350 - 400 млн. долларов, а по сельской России - ещё не менее 50 млн. долларов. Для сравнения напомним, что общие затраты на ЖКХ по РФ составляют сейчас порядка 30 млрд. долларов в год. Есть над чем задуматься.
Рационализация ЕПД не только сокращает затраты на ЖКХ, но и открывает дорогу к развитию массовых безналичных расчётов населения за услуги ЖКХ. При этом сокращается количество наличных денег в обращении, величина ежедневной инкассации наличности, расхода на её транспортировку, охрану, многоступенчатый пересчёт, производство и т. д. Так, в Москве сейчас ежегодно инкассируется не менее 36 млрд. рублей при оплате ЖКУ, и эта сумма наличных денег достигнет в будущем году более 45 млрд. рублей. Заметим, что количество наличных денег в обращении в России превышает сейчас все мыслимые пределы даже для страны с переходной экономикой. А ведь в развитых странах такое массовое применение налично-денежных операций давно ушло в прошлое, как и ряд других массовых экстенсивных технологий. На наш взгляд, нужно быстро начать массовое внедрение безналичных расчётов при продаже
услуг и товаров в розницу, используя относительно мало капиталоёмкую "смарт-технологию", могущую работать в условиях дефицита связных каналов.
Такая технология прекрасно работает в режиме "электронного кошелька" благодаря наличию логических схем на "смарт-карте", позволяющих считывание и запись денег, находящихся в памяти логической схемы. Подзарядка памяти "смарт-карты" работающего населения может осуществляться через устройства, связанные с бухгалтериями предприятий. На этих предприятиях услуги социального сектора могут оплачиваться с помощью этих же "смарт-карт", что позволит полностью освободить предприятия от необходимости получения в банке наличности и её раздачи. Уже в настоящее время при объёмах выдачи наличности на предприятиях не менее 3 млн. рублей в месяц такая схема экономически целесообразна. А для неработающего населения безналичное обращение через "смарт-карты" будет осуществляться через Сбербанк и другие банки.
Применение "смарт-карт" для замыкания безналичных расчётов в расчётных узлах торговых предприятий, сферы услуг и социальной сферы обеспечит экономию времени на операции для каждого потребителя до двух минут и столько же для персонала. Всё это приведёт к резкому сокращению налично-денежного обращения и дорогостоящего аппарата инкассации (бронеавтомобилей и т.д.), что понизит, в свою очередь, уровень преступности.
Масштабы высвобождения персонала будут измеряться сотнями тысяч, а создания современных рабочих мест в области разработки, производства, применения и эксплуатации средств современного движения денег - тысячами. Население сэкономит десятки миллионов часов свободного времени.
Определение окупаемости проекта, а также минимального необходимого объема производства и реализации РТП
1. Определим удельную годовую экономию от использования одного АГВ с РТП:
Эуд= Эобщ^= 2,032 млрд. $/750000=2703 $/шт. ,
где N - количество АГВ, находящихся в круглогодичной эксплуатации (см. табл. 2, п. 7).
2. Определим удельные затраты на модернизацию одного АГВ:
З=Цртп (1-НДС)= 100 $ х(0,82) ~82 $,
где Цртп - розничная цена РТП, НДС 18%
3. Сопоставим удельные затраты и годовую экономию от проводимой модернизации АГВ, при этом получим величину окупаемости РТП:
0ртп=З/Эуд=82/2703=0,03 года, т.е. мене одного года.
4. Теперь определим так называемый минимальный объем производства и реализации РТП, который необходим для окупаемости вложений на разработку проекта:
V=Зп/Ви/(Эуд-З)=72,67 шт., где Зп - расходы проекта, равные пяти миллионам рублей; Ви - курс доллара, принятый при расчете проекта (26,25 руб./$).
Отсюда следует, что минимальный объем реализации менее 100 шт. при потенциальном рынке не менее
5 000 000 шт. Производственные возможности фирмы малого бизнеса не менее 100 шт. в год при численности производственного персонала не более трех человек.
Литература
1. Теплоснабжение в России. 2005. № 1. 1 окт.
2. РЕКЛАМНЫЙ ПРОСПЕКТ "OUMAN FINLAND OY."
3. Отчет ИПУ РАН по теме 472-00/02. 2002 г.
4. Фундатор Ю.В. Энергосбережение в малой энергетике // Датчики и системы. 2001. № 5.
5. Матросов Ю.А. Законодательство и стандартизация Европейского Союза по энергоэффективности зданий// АВОК (библиотека научных статей).15.12.03. С.3.
6. Фундатор Ю.В., Попов А.И. Российская автоматика малой мощности и энергосбереже-ние.ж . Аква-Терм. № 1. 2004. С. 20-21.
7. Средний класс из Куркина пересчитал тарифы ЖКХ//Известия. 2006. 2 сент.
8. Фундатор Ю.В., Иванова Н.Б. Как уменьшить затраты на ЖКХ//Экономика и жизнь. Московский выпуск 2005. № 8. Май.
9. Фундатор Ю.В. Об оптимизации потоков информации в системах индивидуального потребления массовых услуг// Экономика и математические методы. 1974. № 1. С.186-189, поступила в редакцию 25. XII.1971 г.
10. Методические рекомендации по оценке проектов и их отбору для финансирования. авт. колл. под рук. Шахназарова. Госстрой РФ. Минэкономики РФ, Минфин РФ, Госкомпром России.
№ 7-12/47. М., 1994.
11. Фундатор Ю. В., Попов А.И. О расширении областей применения радиаторных термостатов водяного отопления и их компонентов// АВОК. 1997. №6.
12. Кортнев Г. Отечественная автоматика для бытовых котлов// Аква-Терм. 2003. № 5. С. 14.
13. Игнатьева Ю. Не найти работу в Москве невозможно// Известия. 2003. 8 дек.
14. Бюджет РФ 2004.
15. Дынкин А., Барановский В. Экономика России в 2004 г. Внешние факторы роста ослабеют, а внутренние еще не окрепнут// Известия. 2003. 29 дек. C.6.
16. Иньков А.П. и др. Децентрализованное энергоснабжение с использованием сжиженного природного газа/АВОК. 2003. № 2.
17. Гордюхин А.И. Эксплуатация газового хозяйства. М.: Стройиздат, 1983. C. 228.
18. Лосев А.К. Введение в специальность радиотехника. М.: Высш. шк., 1980. C. 34-35.
19. Злобин Д.П., Симонов Ю.А. Суда на воздушной подушке. Судостроение, 1971. C. 147.
20. Белавин Н.И. Авианесущие корабли. М.: Патриот, 1990. C. 194.
21. Московский вестник//Центр-плюс. 1997. № 43. C. 3.
22. Попов А.И., Фундатор Ю. В. и др. Резервы энергосбережения при использовании АГВ с контуром управления по температуре помещения// Наука и технологии в России. 1998. № 10.
23. Фундатор Ю.В. О повышении точности экономического оценивания энергосбережения в энергетике//Датчики и системы. 2002. № 3.
24. Руководство на регулятор для обогревателей V 5474 фирмы "Honeywell"/
25. Пчелинцев О.С. Об экономической оценке свободного времени// Экономика и организация промышленного производства. 1976. №6.
26. ЦСУ РФ 2000 г. О среднем размере строящегося дома в РФ.
27. ГАЗПРОМ: Годовой отчёт. 2001 г. C. 27.
28. Илларионов А.И. Будем жить по - китайски/АиФ. 2003. № 27. C. 6.
29. Костиков В. Нужно ли резать курицу, чтобы сделать омлет/АиФ. 2003. №27. C. 6.
30. "Газпром" стал пионером/ Известия. 2005. 18 дек.
31. Фундатор Ю.В. Автономная энергосберегающая автоматика для газовых котлов малой мощности типа АГВ//Теплоснабжение в России. 2006. № 3. С. 11.
32. Фундатор Ю.В., Попов А.И. Экономика в Большом городе//Промышленный вестник. № 7-8.
33. Фундатор Ю.В. О стимулировании творческого потенциала России//Промышленный вестник. 2006. № 10.
