Проблемы экономии электроэнергии

В электрических сетях

 

Низкая энергоэффективность Российской экономики – существенное препятствие для экономического роста. На единицу ВВП в среднем в России тратится в шесть раз больше электроэнергии, чем в Канаде, и в 12 раз больше, чем в Великобритании. Уменьшение этого разрыва означает не только прямую экономию, но также снижение загрязнения окружающей среды и уменьшение выбросов парниковых газов в атмосферу.

В условиях развивающегося рынка электроэнергии, и учитывая особенности энергосистемы РФ, данная проблема разделяется на две части, каждая из которых имеет самостоятельные подходы для решения. В данном случае имеется ввиду разделение сетей на питающие (сверхвысокого и высокого напряжения) и распределительные (среднего напряжения). В питающих сетях эта проблема решается на государственном уровне энергоснабжающими организациями, а в распределительных сетях полностью находится в компетенции владельцев данных сетей: промышленных предприятий или, в отношении городских сетей, различных АО Энерго. На уровне распределительных сетей существует множество подходов решения данной проблемы, и повышение напряжения – это лишь одна из них. В отношении промышленных предприятий актуальность такого решения не вызывает никаких сомнений, так как сети промышленных предприятий, как правило, передают большие мощности, и решение проблем качества и экономии электроэнергии становится одним из приоритетов для оптимизации затрат. Кроме того, за долгие годы эксплуатации, а в некоторых случаях и простоев, многое оборудование не только исчерпало свой срок эксплуатации, но и морально устарело, требует замены с использованием инновационных подходов, поэтому решение о совмещении процесса реконструкции энергосистемы с переходом ее на более высокое напряжение оказывается вполне экономически оправданным. В качестве примера можно привести такие страны, как Франция, Япония, Болгария, Чехия, Словакия, где промышленные предприятия используют напряжение 22 кВ.

Выполненные расчеты показывают, что при одной и той же мощности нагрузки сечение проводников на 10 кВ и 20 кВ будут отличаться в два – три раза.

 

Рис. 7.8. Зависимость срока окупаемости кабельных линий

от тарифа на электроэнергию

 

Таким образом, потери мощности в электрических сетях на напряжение 20 кВ будут в 1,5 раза меньше, чем при 10 кВ. На рис. 7.8 представлены зависимости срока окупаемости (Т_ок) кабельных линий 20 кВ. Распределительные сети предприятия, работающего в две смены, окупаются за 4-4,5 года уже при нынешних ценах на электроэнергию, а учитывая тенденцию роста цен, сроки окупаемости будут значительно меньше. Для предприятия, работающего в одну смену, при цене электроэнергии С_уэ = 1 руб./(кВт час) даже при снижении нагрузке на кабель до 75% (К_з = 0,75) срок окупаемости составляет десять лет. Однако повышение тарифов резко снижает срок окупаемости кабельных линий 20 кВ (рис. 7.8) и при С_уэ = 2 руб./(кВт час) даже при К_з = 1,0 срок окупаемости составляет 6,4 года.

Таким образом, осуществление инвестиций в инновационные проекты, связанные с повышением напряжения распределительных сетей можно считать целесообразным.

 

Т а б л и ц а 7.9

Структура имущественного комплекса

 

№ п/п	Наименование показателя	Ед. измерений	Кол-во	Стоимость, млн руб.	В % от итога
1	2	3	4	5	6
1	Муниципальные предприятия	ед.	321	34520,0	70,65
2	Муниципальные учреждения	ед.	706
3	Жилые здания	ед.	9680	7850,0	16,07
4	Нежилые здания	ед.	3240	940,5	1,93
5	Сооружения	ед.	1820	4870,0	9,97
6	Сети газоснабжения	км	408	42,4	0,08
7	Сети водопровода	км	2950	280,4	0,57
8	Сети канализационные	км	1790	208,5	0,43
9	Магистральные тепловые сети, сети теплоснабжения	км	3120	148,6	0,30
ИТОГО				48860,4	100,00

 

Самостоятельной проблемой является инновационные процессы в имущественном комплексе городов и населенных пунктов РФ.
В частности, имущественный комплекс г. Н.Новгорода в 2005 году характеризовался показателями, представленными в табл. 7.9, из которой следует, что стоимость сетей различного назначения в общем итоге имущественного комплекса города составляет не более 14%. Однако эта часть имущественного комплекса обеспечивает функционирование всей инфраструктуры города.

 

Аспекты экологии

 

В настоящее время проблемы экологической безопасности прочно укрепились среди приоритетных направлений в системе знаний. Экология и безопасность жизнедеятельности стали символом современного этапа развития человечества. В приводимом примерном учебном плане представлены эти дисциплины, которые являются федеральными компонентами в подготовке будущего специалиста по управлению инновациями.

Согласно официальным данным, наиболее негативное воздействие на окружающую среду вносят топливно-энергетический комплекс, предприятия перерабатывающей промышленности и транспорт.

По оценкам экспертов среди антропогенных факторов энергетики и некоторых производств, имеющих сходную структуру этих факторов, вибрация и шум играют далеко не последнюю роль. На рис 7.9 представлена диаграмма негативного влияния различных антропогенных факторов на здоровье населения, подверженного их воздействию.

Рис. 7.9. Диаграмма негативного влияния различных

антропогенных факторов на здоровье населения

 

Наличие адекватного представления о состоянии среды жизнедеятельности человечества с учетом общественного мнения и социальных настроений позволяет принимать своевременные инновационные управляющие воздействия, направленные на сохранение (или улучшение) экологического равновесия в окружающей среде, с учетом реакции общества на тот или иной процесс, нарушающий это равновесие.

Автоматизация технологических процессов, повышение энерговооруженности, увеличение быстродействия и мощности приводят к росту вторичных явлений, например, вибрации, шума, отрицательно влияющих на окружающую среду. Например, в г. Москве интенсивность транспортных потоков на основных магистралях города увеличилась с 1000 автомобилей в час до 5000-5500, что привело к росту шумового загрязнения на 7–10 дБА. Анализ ситуации показывает, что такие автомобили, как «Волга», «Жигули» имеют уровень шума
81–83 дБА, что на 8–10 дБА выше, чем у зарубежных аналогов. Отечественные грузовые автомобили ГАЗ-66, «Урал», «Камаз» имеют уровень шума 90–99 дБА, тогда как у зарубежных аналогов (с двигателями 145–160 л.с.) уровень шума не превышает 86 дБА.

В настоящее время преобразование электрической энергии в механическую осуществляется различными типами электродвигателями, которые потребляют около 60% всей вырабатываемой электроэнергии. Такое соотношение в электропотреблении, по прогнозам Института экономики РАН, сохранится и в будущем. Электродвигатели являются источником вибрации. Распространение низкочастотных колебаний сопровождается возникновением многочисленных резонансов. Опасность резонансных явлений в инфразвуковом и низкочастотном (до 60 Гц) диапазонах усугубляет негативный характер воздействия на человека, так как основные органы (сердце, голова, позвоночник, брюшная полость и др.) имеют собственные частоты колебаний в диапазоне от 4 до 60 Гц. Даже кратковременное воздействие инфразвука частотой 4, 8 и 16 Гц вызывает удлинение скрытого периода рефлекторных реакций, давление в теменной области и заторможенное состояние и т.п. Инфразвук с частотой 6–12 Гц интенсивностью 100дБ при 15 минутной экспозиции вызывает изменения со стороны центральной нервной и сердечно-сосудистой системы.

Социологические исследования последних лет, проведенные Институтом социально-политических исследований РАН, показывают возрастающее внимание к экологическим проблемам населения в различных регионах РФ. Исследования по оценке субъективного восприятия виброакустического загрязнения окружающей среды в различных регионах РФ показали, что более 70% опрошенных высказывают жалобы, т.е. негативно оценивают сложившуюся ситуацию, особенно отмечая шумовое и вибрационное загрязнение окружающей среды.

Регулярность количественной оценки антропогенных воздействий, в частности, шума и вибрации, требует создания систем регулярных наблюдений за состоянием окружающей среды и отдельных объектов, позволяющих давать объективную текущую информацию, составлять прогнозы и активно воздействовать на ситуацию с целью ее улучшения и предотвращения нештатных ситуаций. Решение этой задачи связано с проведением комплексных исследований по изучению пространственно-временных характеристик загрязнения окружающей среды с учетом реального вклада в этот процесс конкретных источников. Решение такой задачи служит система единого экологического мониторинга (рис. 7.10).

 

 

Рис. 7.10. Комплексный мониторинг экологической ситуации

 

В Нижегородском государственном техническом университете, одном из крупнейшем техническом университете ПФО, при кафедре инженерной экологии и охраны труда функционирует научно-исследовательская ЭКО-аналитическая лаборатория и учебный центр по охране труда, обеспечивающие определенный мониторинг экологической ситуации.

 

Инновационный потенциал

Уральского федерального округа