Технико-экономическую эффективность внедрения энергоэффективных технологий традиционно рассматривают исходя из рационализации использования топливо-энергетических ресурсов в соответствии с требованиями быстрого возврата инвестированного капитала
Научно-технический центр Технопрестиж XXI век






Лугин В.Г., Зигмантович А.В., Клюквин Т.В., Корнилов А.В., Новиков С.Е., Хотченков Е.В., Свердлов И.В.

Вариант оценки эффективности технологий энергосбережения на основе методологии Киотского протокола

Возможные варианты оценки эффективности внедрения энергосберегающих технологий следует рассматривать на основе анализа [1-4] технико-экономической и экологической составляющих данной проблемы.
Технико-экономическую эффективность внедрения энергоэффективных технологий традиционно рассматривают исходя из рационализации использования топливо-энергетических ресурсов в соответствии с требованиями быстрого возврата инвестированного капитала [5].

При этом в числе определяющих показателей энергоэффективности, как правило, рассматриваются:

  1. стоимость вырабатываемой энергии и тепла;
  2. гибкость в конструкции, исполнения и использования, широкий выбор технологических схем для получения энергии и тепла;
  3. приспособляемость к различным условиям установки, мобильность, возможность использования в различных областях применения;
  4. окупаемость;
  5. расход топлива;
  6. моторесурс и долговечность;
  7. экологическая безопасность.

Использование этих показателей позволяет осуществлять выбор и расставлять рассматриваемые технологии по приоритетности практического внедрения и использования.

При оценке планируемой технико-экономической эффективности энергосберегающих технологий следует учитывать тенденцию неуклонного роста цен на энергоносители [6]. Согласно такому подходу в ожидаемый эффект от внедрения новых технологий нужно включать составляющую, связанную с перспективой удорожания энергоресурсов.

Несмотря на то, что экологическая составляющая обычно включается в число технико-экономических показателей, в последнее время она приобретает и самостоятельное значение, вследствие повышения технологических требований к охране окружающей среды.

Оценка экологической эффективности технологических проектов с учётом обстоятельств присоединения России к Киотскому протоколу следует определять согласно стандарту ISO 14031, регламентирующему конкретную форму представления информации о результатах управления экологическими аспектами технологических проектов [7]. При этом индикаторы экологической результативности должны:

  1. быть привязаны к наиболее значимым глобальным экологическим проблемам.
  2. связывать воедино сведения о глобальных экологических проблемах с технологическими особенностями проекта.
  3. отражать прямое воздействие проекта на окружающую среду.
  4. соотноситься с экономическими характеристиками.

Выделяются два вида индикаторов: общеприменимые и специализированные. Общеприменимые индикаторы позволяют сравнивать между собой все без исключения технологии, независимо от вида области применения и территориальных особенностей. Специализированные индикаторы учитывают особые виды воздействия на окружающую среду и человека, характерные для данной технологии.

При выявлении и оценке общеприменимых индикаторов экологической эффективности рекомендуется руководствоваться международными соглашениями, принятыми мировым сообществом с целью решения наиболее острых экологических проблем:

  1. Киотский протокол по ограничению выбросов парниковых газов.
  2. Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой.
  3. Международное соглашение “Повестка Дня на 21 век”. Регламентирует защиту атмосферы, сохранение качества ресурсов пресной воды, экологически безопасное удаление твердых отходов и вопросы, связанные с очисткой сточных вод.

Соответственно, на основе анализа крупнейших на сегодня межправительственных соглашений по охране окружающей среды и рациональному использованию ресурсов можно определить список приоритетных проблем, от которых необходимо отталкиваться при утверждении общеприменимых индикаторов экологической результативности. Так, наиболее значимыми экологическими проблемами признаны:

  1. глобальное потепление;
  2. истощение озонового слоя;
  3. истощение невозобновимых энергоресурсов;
  4. истощение ресурсов свежей воды;
  5. размещение твердых и жидких (в т. ч. опасных) отходов.

При оценке вклада технологий в экологические проблемы следует руководствоваться следующими приоритетами:

  1. выбросы парниковых газов в атмосферу;
  2. общее потребление энергии;
  3. потребление материальных ресурсов;
  4. выбросы в атмосферу газов, разрушающих озоновый слой.
  5. потребление водных ресурсов;

На основе приоритетности экологических проблем задаются направления по созданию индикаторов экологической результативности. При этом индикаторы должны быть максимально простыми и понятными для всех заинтересованных сторон. Поэтому лучше, чтобы каждой проблеме, вне зависимости от количества составных элементов, соответствовало лишь одно количественное значение, которое бы его характеризовало.

>При этом можно выделить следующие показатели.

Общее потребление энергии.
Чтобы унифицировать количество потребляемой энергии вне зависимости от видов энергоносителя, применяются различные обобщающие коэффициенты (например, единица условного топлива, угольный эквивалент, нефтяной эквивалент и др.). Одним из универсальных показателей является эквивалентное количество электроэнергии (кВт·час). Для региона Западной Европы были определены переходные коэффициенты для подсчета общего потребления энергии (табл. 1):

Таблица 1. Коэффициенты общего энергопотребления

Энергоносители, кВт.час
Коэффициент общего потребления энергии, кВт.час, kэп
Выбросы СО2 (кг) при производстве электроэнергии, кВт.час, mсо
Нефть
1,30
0,095
Мазут
1,21
0,10
Природный газ
1,27
0,069
Солнечная энергия
0,65
0,003

Каждому региону соответствуют свои коэффициенты, которые учитывают общий уровень и структуру производства и потребления энергии, однако для Московского региона принято использовать коэффициенты, приведённые в табл. 1.

Выбросы парниковых газов в атмосферу.
Считается, что выбросы парниковых газов в атмосферу могут стать причиной глобального потепления. Суть парникового эффекта состоит в поглощении некоторыми газами отраженного от поверхности Земли инфракрасного теплового излучения, что приводит к увеличению средней температуры воздуха на планете. Различные газы имеют различную способность к образованию парникового эффекта. Обобщить вклад предприятия в глобальное потепление можно при помощи эквивалента CO2 (табл.2).

Таблица 2. Коэффициенты эквивалентности выбросов вредных веществ

Вещество
Масса СО2 (кг), эквивалентная 1 кг вещества
Углекислый газ
1
Метан
21
Оксид азота
270
Фторсодержащие углеводороды
140-9800

Эти вещества определены в Киотском протоколе.

Потребление материальных ресурсов.
Для оценки потребления материальных ресурсов определены специальные переводные коэффициенты (MI-числа) для ряда материалов и определенных видов энергии (табл. 3).

Таблица 3. Коэффициенты потребления материальных ресурсов

Материальные ресурсы
MI-числа в тоннах
Природный газ (1 тонна)
1,3
Сетевая электроэнергия (1кВт.час)
0,41
Вода питьевая
0,01

До настоящего времени данный подход не имел директивного характера на территории России, однако после ратификации Киотского протокола он должен стать основным. Поэтому оценку экологической эффективности технологий энергосбережения следует осуществлять по предложенным общеприменимым индикаторам (потребление энергии, выбросы парниковых газов в атмосферу, потребление материальных ресурсов).

Помимо глобальных воздействий на окружающую среду следует учитывать также загрязняющие воздействия локального характера, которые характеризуются [8] специализированными индикаторами токсического действия на человека и животных.

В частности, состав отработанных газов двигателей внутреннего сгорания в плане их экологического влияния приведён в табл. 4.

Таблица 4. Состав отработавших газов двигателей внутреннего сгорания в процентах по объему (карбюраторный двигатель, дизель)

Компоненты отработавших газов
КД
Дизель
Азот
74-77
76-78
Кислород
0,3-8
2-18
Двуокись углерода СО2
5-12
1-10
Пары воды
3-5,5
0,5-4
Окись углерода СО
5-10
0,01-0,5
Окислы азота NО
0,06-0,8
0,0002-0,5
Двуокись серы SO2
0,006
0,01-0,,03
Углеводороды CH
0,2-0,3
0,09-0,5
Альдегиды
0,004-0,2
0,001-0,009
Сажа
0,4*
0,01-1*
Бензпирен
10-20**
до 10**

(*- величины в г/м3; ** - величины в мг/м3).

Однако оценка этих воздействий, а также других воздействий технологий на здоровье человека (связанна, в первую очередь, со специализированными индикаторами) является достаточно сложной научно-исследовательской задачей, находящейся в компетенции специалистов различного профиля (инженеров, технологов, химиков, медиков) [9].

Международно-признанная методология оценки экологического риска для здоровья человека включает четыре этапа.

1. Идентификация опасности (вредности) - выявление факторов, уровней, путей воздействия и сред, вызывающих неблагоприятные последствия для здоровья человека. Определение уровня достоверности причинно-следственной связи между фактором и заболеванием.

На данном этапе определяются конкретные проблемы и приоритетные задачи, а также намечаются пути их решения.

2. Оценка экспозиции (характеристика источников загрязнения, маршрутов движения загрязняющих веществ от источника к человеку, пути и точки воздействия, уровни экспозиции и др.).

Целью данного этапа является определение доз и экспозиций, воздействовавших в прошлом, воздействующих в настоящем или тех, которые, возможно, будут воздействовать в будущем, установление уровней экспозиции для популяции в целом и ее отдельных субпопуляций, включая сверхчувствительные группы.

3. Установление зависимости "доза - ответ" - выявление связи между состоянием здоровья (например, долей лиц, у которых развилось определенное заболевание) и уровнями экспозиции. Данный анализ проводится раздельно для канцерогенов и веществ, не обладающих канцерогенным действием.

4. Характеристика риска - анализ всех полученных данных, расчетов рисков для популяции и ее отдельных подгрупп, сравнение рисков с допустимыми (приемлемыми) уровнями, сравнительная оценка и ранжирование различных рисков по степени их статистической, медико-биологической и социальной значимости. Цель данного этапа - установление медицинских приоритетов и тех рисков, которые должны быть предотвращены или снижены до приемлемого для данного общества уровня.

Принимаемые решения в области назначения специализированных индикаторов напрямую зависят от степени научной обоснованности лежащей в их основе методологии. Такие решения влияют на здоровье миллионов людей и требуют особой проработки.

Наиболее важные для практике зависимости "доза - ответ" приведены ниже:

Азот диоксид

  1. Увеличение частоты случаев появления симптомов со стороны верхних дыхательных путей у детей.
  2. Увеличение продолжительности периодов обострения заболеваний верхних дыхательных путей у детей.
  3. Увеличение частоты заболеваний нижних дыхательных путей у детей.

Взвешенные вещества

Увеличены:

  1. Число детей с нарушенной функцией легких (FVC или FEVI менее 85 % от должной величины).
  2. Число детей и подростков, страдающих бронхитом (возраст менее 1 8 лет).
  3. Число дней с острыми респираторными симптомами.
  4. Число дней с ограниченной активностью (для взрослых).
  5. Число дней с обострениями бронхиальной астмы.
  6. Частота симптомов со стороны верхних отделов дыхательных путей.
  7. Частота симптомов со стороны нижних отделов дыхательных путей (частота кашля, человеко-дни).
  8. Частота применения бронходилятаторов (человеко-дни).
  9. Обращаемость за скорой медицинской помощью.
  10. Обращаемость по поводу заболеваний сердца.
  11. Обращаемость по поводу респираторных заболеваний.
  12. Развитие острого бронхита (дети и подростки).
  13. Развитие хронического бронхита (для лиц в возрасте 25 лет и более).
  14. Частота обострения бронхиальной астмы.
  15. Заболеваемость пневмонией.
  16. Общая смертность.
  17. Смертность от сердечно-сосудистых заболеваний.
  18. Смертность от заболеваний органов дыхания.


Кадмий

  1. Увеличена концентрация кадмия в биосубстратах, нефропатия.


Озон

Увеличены:

  1. Обращаемость за скорой медицинской помощью. Общая смертность.
  2. Изменение функции легких.

Свинец

  1. Повышена концентрация свинца в крови плода, детей, мужчин, женщин.
  2. Наблюдается снижение интеллекта у детей.
  3. Повышены:
  4. Неонатальная смертность.
  5. Гипертензии.
  6. Заболеваемость коронарных сосудов сердца, инсультом.
  7. Преждевременная смерть от сердечно-сосудистых заболеваний.


Сера диоксид

Увеличены:

  1. Частота приступов у астматиков.
  2. Обращаемости за скорой медицинской помощью по поводу респираторных заболеваний лиц в возрасте 65 лет и более.
  3. Увеличение смертности от сердечно-сосудистых заболеваний.
  4. Увеличение смертности от заболеваний органов дыхания.
  5. Увеличение общей смертности.


Углерод оксид

Повышены:

  1. Содержание карбоксигемоглобина в крови.
  2. Частота приступов у некурящих больных стенокардией в возрасте 35 — 37 лет (снижение межприступного периода).
  3. Обращаемость по поводу заболеваний сердца (в возрасте 65 лет и более).


Канцерогены

  1. Увеличены индивидуальные и популяционные пожизненные канцерогенные риски.

Предлагаемые индикаторы экологической эффективности позволяют анализировать новые технологические решения с точки зрения их влияния на окружающую среду глобального и локального характера. Например, в качестве числовых показателей экологической эффективности технологий могут рассматриваться сокращения вредных выбросов в атмосферу. В соответствии с ними можно рассчитать значения общеприменимых.

При этом специализированные индикаторы будут характеризовать вредные воздействия выбросов на организм человека, а общеприменимые – ущерб, наносимый экологии Земли в целом.

Литература
1. Практическое пособие по энергосбережению “Технико-экономическая эффективность и практические аспекты частотных преобразователей для электроприводов”, Екатеринбург, 2002г.
2. Твисс Б. Управление научно-техническими нововведениями. М.: Экономика, 1989.
3. Уткин Э.А. и др. Инновационный менеджмент. М.: Акалис, 1996.
4. Управление исследованиями и инновациями. М.: Наука, 1993.
5. Дизельные электростанции. http://www.ei2000.ru/sitemap.php.
6. Королёва Т.И. Экономическое обоснование теплового режима зданий. Издательство Ассоциации строительных вузов. М. 2001, 145 с.
7. Экологический менеджмент. http://www.ecobez.narod.ru/ecomanagement.html.
8. Охрана природы. http://evgeniy240.narod.ru/index.htm.
9. Румянцев Г.И., Новиков С.М., Шашина Е.А. Современные проблемы оценки риска воздействия факторов окружающей среды на здоровье населения. http://erh.ru/n_pub/n_pub03.php.



 

Valid HTML 4.01 Transitional
Copyright © 2005-2017 Лугин Владимир Григорьевич