Структура потребления энергоресурсов в России

 

Структура потребления энергоресурсов по регионам России

Энергетичекий потенциал России

Вид энергетического ресурса	Технический потенциал, млрд. тонн условного топлива	Доля в общем потенциале, %
Невозобновляемые ресурсы
Уголь		85,5
Нефть		0,85
Газ		2,5
Торф		2,14
Ядерное топливо		8,6
Всего
Возобновляемые ресурсы
Гидроэнергия	0,8
Древесина и отходы полеводства	0,05	3,6
Органические отходы	0,2	14,3
Энергия ветра	0,25	17,8
Солнечная энергия	0,1	7,3
Всего	1,4

 

Генетический подход к анализу использования ТЭР в мире и анализ энергопотребления

Влияние климата на потребление энергии. Географическое положение и климат страны определяют национальный характер, национальную экономику и в совокупности с историческим развитием национальную идею. Это положение сформулировали и развивали виднейшие историки С.М. Соловьев, В.О. Ключевский, Л.Н. Гумилев и др.

Многие ученые, прежде всего экономисты и другие гуманитарии, как бы забыли о Российском климате и других географических условиях, и до сих пор не избавились от «фигурирующей в наших учебниках отечественной истории концепции, где все шло, как на Западе, только с некоей временной задержкой, а фундаментальным климатическим и природным факторам не уделено никакого внимания». Постепенно эти положения стали основой для сравнения как отечественно экономики в целом, так и отдельных ее частей и даже используемых технологических приемов с западными и послужили предпосылкой идеи полного подражания Западу. Свидетелями очередной попытки практического воплощения этой идеи мы и являемся. Политика механистического изменения идеологических и экономических ориентиров может закончится либо крахом, либо большим ущербом обществу, вплоть до гибели национального государства.

Считать Россию по климатическим условиям сопоставимой со странами западной Европы некорректно. В таких странах, как Дания, Франция, Великобритания средняя температура в январе положительная, в то время, как через Москву проходит изотерма – 10 С.

Около двух третей территории России относится к зоне вечной мерзлоты. 86% населения Росии проживают в районах со значением градусо-суток отопительного периода (ГСОП) более

4000 С*сут./год. В России средний уровень жизни ниже, чем в других странах северной Европы и Америки и среднедушевое энергопотребление меньше чем в Финляндии, Норвегии, Канаде. Если серьезно ставить в качестве цели достижение в России столь же высокого уровня жизни как в Норвегии или США необходимо увеличить энергопотребление.

Количественные оценки влияния климата и географических особенностей страны на энергопотребление разработал проф. В.В.Клименко. Он исследовал количественную зависимость среднедушевого потребления энергии от среднегодовой температуры и эффективной территории для стран с постиндустриальным уровнем развития. В.В. Клименко установил, что для стран достигших постиндустриального уровня развития, потребление энергии на душу населения, т.е. удельное потребление энергии почти не меняется в течение 20-25 лет. Удельное потребление энергии тем больше, чем ниже среднегодовая температура страны. Эту зависимость Клименко аппроксимировал уравнением:

В своем исследовании Клименко опирался на данные до 1993 г., когда социально-экономическое устройство стран мира было более разнообразным, чем в настоящее время.

Почти все страны отличаются большой эффективной территорией. Поэтому Клименко предложил корректировку закономерности энергопотребления рассматриваемыми странами. Оптимальное среднедушевое потребление энергии представляет собой значении, скорректированное на эффективную территорию страны, в соответствии с уравнением:

Согласно расчетам Клименко, среднедушевое потребление энергии в России для достижения постиндустриального уровня развития должно достигать 18-19 тонн условного топлива на человека в год. Среднедушевое потребление энергии в России уже более 10 лет составляет около 6т. Таким образом фактическое потребление энергии в России составляет около 33% от оптимального.

По данным 1992 г. В.М.Кудров представил сравнительные показатели производительности труда в производящих отраслях народного хоз-ва некоторых стран. Обработка этих данных и сопоставление с показателями относительного потребления энергии в различных странах показали, что можно говорить о корреляции между указанными показателями производительности труда и относительным потреблением энергии. Чем больше энергопотребление, тем выше производительность труда. Недостаточным потреблением энергии Россиии объясняется в конечном итоге пониженная производительность труда в нашей стране. В России и потребление электроэнергии меньше, чем в других развитых странах.

Полученные значения оптимального энергопотребления страны могут служить ориентиром при дальнейшей оценке этого параметра в ходе, каких либо преобразований в стране. Повысить энергопотребление в России не представляется возможным. Отсюда следует вывод о принципиальном отличии долженствующих целей нашего общества от целей общества потребления Западных стран. Россия не должна слепо копировать ни социальную, ни экономическую составляющие Западных стран – они просто не соответствуют нашим возможностям.

Для приближения к постиндустриальному уровню развития необходимо развивать производство и повышать энергопотребление.

Причины высокой энергоемкости ВВП в России по сравнению с другими развитыми странами. По диаграмме прослеживается зависимость среднедушевого ВВП от среднедушевого энергопотребления:

Энергоемкость ВВП представляет собой отношение потребленного количества энергии к ВВП. На диаграмме энергоемкость ВВП равно ctg угла наклона на прямой, проведенной из начала координат к точке характеризующей страну. Ряд стран, Швейцария, Дания и др. обладают наименьшей энергоемкостью ВВП.

Ряд стран, США, Канада, Австралия и др., обладают значительно большей энергоемкостью ВВП.

Высокая энергоемкость ВВП России объясняется не столько большим расходом энергии, сколько малым значением ВВП.

Энергоемкость производственной части ВВП СССР была ниже, чем США. Т.е. по этому показателю СССР опережал США и ряд других стран. В то же время, при сопоставлении энергопотребления в СССР и США никто не оперировал энергоемкостью производственной части ВВП. Анализ изменения энергоемкости ВВП за последние 50 лет скорее свидетельствует об эффективности советской экономической системы по сравнению с экономической системой современной России, чем о необходимости энергосбережения.

Экспорт нефти из России может обладать большей энергоемкостью, чем ВВП России.

Россия фактически превращена в сырьевой придаток других стран, т.е. живет за счет экспорта углеводородного сырья. Большая часть произведенной в России энергии идет на экспорт.

Вклад в ВВП от производства энергии и продукции начальных переделов, приходящийся на единицу потребленной энергии, значительно меньше, чем от продукции высших переделов или от банковского сектора. Без развития наукоемкого производства понижение энергоемкости ВВП возможно только за счет увеличения доли услуг. Созданная сырьевая ориентация экономики не позволит существенно снизить энергоемкость ВВП по сравнению с Западными странами.

Следуем отметить общую некорректность использования энергоемкости ВВП для анализа энергопотребления. Она обусловлена:

- неучетом паритета покупательной способности доллара в разных странах

- неучетом структуры ВВП (разная доля услуг)

- неучетом национальных особенностей при формировании ВВП

- неучетом природно-климатических особенностей стран

- сокрытием среднедушевого потребления энергии в стране

Энергоемкость ВВП главным образом зависит от величины ВВП, а не от потребления энергии. ВВП может существенно измениться в течение нескольких лет, в то время как потребление энергии изменяется очень медленно.

Энергосбережение весьма незначительно отразится на энергоемкости ВВП и не решит проблему высокой энергоемкости ВВП России. Рассматриваемый аргумент в пользу энергосбережения является абсолютно неубедительным.

Метод минимума приведенных затрат При рассмотрении экономических аспектов повышения теплозащитных свойств ограждающих конструкций с целью энергосбережения традиционно исходили из следующей модели. Инвестор осуществляет единовременные вложения К на строительство 1 м2 ограждающей конструкции. Годовые затраты на компенсацию теплопотерь через 1 м2 этой конструкции зависят от ее сопротивления теплопередаче и составляют величину Э. Суммарные затраты на строительство и эксплуатацию конструкции в течение Т лет (приведенные затраты) составляют:

П = К + Т•Э

Задача заключается в минимизации величины П. На минимизации приведенных затрат основаны методы расчета «экономически целесообразного», «оптимального» и т. д. сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, например, подробно рассмотренные Л. Д. Богуславским в и еще, по крайней мере, в шести его книгах. В этих методах величины К и Э выражаются в виде функций от сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, которое принимается в качестве независимой переменной. Затем находится производная П по указанной переменной и значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, при котором эта производная равна нулю. Это значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции считается «экономически целесообразным».

 

Математическая модель условий окупаемости затрат на повышение теплозащиты ограждающих конструкций зданий.

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций не может быть принято меньше значения, определенного из санитарно-гигиенических требований. Поэтому если имеется некоторый базовый (нулевой) вариант с минимальным допустимым сопротивлением теплопередаче R0 0, например с сопротивлением теплопередаче, не превышающим санитарно- гигиенические требования, то минимизируется разность приведенных затрат ∆П других вариантов относительно базового варианта:

∆П = (К1 – К0) – Т (Э0 – Э1) =∆К – Т ∆Э.

При этом ∆К представляет собой единовременные затраты на дополнительное утепление конструкции, а ∆Э – экономию средств на отопление, обусловленную дополнительным утеплением. Если ограждающая конструкция обладает достаточной долговечностью, то дополнительные единовременные затраты окупаются при значении Т0, определяемом из условия ∆П = 0 формулой:

Т0 = ∆К / ∆Э.

Величина Т0 представляет собой период окупаемости. В рамках рассмотренной модели, при отсутствии платы за кредит банка, единовременные затраты на дополнительное утепление обязательно окупятся, хотя, возможно, и в течение довольно длительного срока (рис. 2). Иная ситуация получается, если учитывать платежи за кредит банка (процентную ставку) по затратам на дополнительное утепление ограждающей конструкции. В этом случае можно приводить затраты будущих лет к начальному периоду времени (метод дисконтирования) или приводить единовременные затраты и эксплуатационные расходы к некоторому моменту времени в будущем (метод компаудинга)[6]. Оба метода дают одинаковый результат. Опыт показывает, что применение соответствующих формул, хорошо известных в экономике, является непонятным для инженеров, вследствие чего остаются непонятными и последующие выводы. Поэтому в данной статье вывод всех уравнений выполнен «с нуля», при этом результат получен тот же, что и при использовании указанных формул.

При дальнейшем рассмотрении предполагается: 1. Процентная ставка при заимствовании равна процентной ставке при инвестировании. 2. Лимит при получении кредита отсутствует. 3. Процентная ставка одинакова на всех субпериодах рассматриваемого периода в Т лет. Совокупность таких условий в теории инвестиционных расчетов называется «Совершенный неограниченный рынок капитала при пологой кривой процента». Можно усложнять эти условия с целью приближения их к реальности, например, учитывать изменение процентной ставки, но это усложнит схему рассуждений и вряд ли добавит точности. Кроме этих предположений в качестве денежной единицы принимается доллар США. Это сделано только для сделанный на второй год в это же время, станет равным ∆Э (1 + р) Т-2. Через Т лет весь «накопительный вклад» будет равен:

∆Э (1 + р) Т-1 + ∆Э (1 + р) Т-2 +…+ ∆Э = (∆Э (1 + р) Т – ∆Э) / р = = ∆Э ((1 + р) Т – 1) / р

Разность ∆П составит:

∆П = ∆К (1 + р) Т – ∆Э ((1 + р) Т – 1) / р)

Дополнительные единовременные затраты ∆К окупаются при значении, Т0, определяемом из условия ∆П = 0, то есть:

∆K (1+p) T0 = ∆Э((1+p) T0 – 1) / p,

Решение этого уравнения относительно Т0 дает:

Т0 = ln[1 / (1 – (∆К / ∆Э) р)] / ln(1+ р).

При р → 0 уравнение (8) переходит в (3). При р, отличном от 0, решение (8) существует только в том случае, если выражение под логарифмом положительно:

1– (∆К / ∆Э) р > 0.

Следовательно, единовременные затраты окупаются при условии:

∆K/∆Э<1/p

Выполнение этого неравенства является условием окупаемости любого мероприятия при ненулевой учетной ставке банка, то есть при существовании платы за кредит. Из (10) следует, что чем больше величина p, тем больше должна быть ежегодная прибыль ∆Э от вложения средств ∆К, чтобы эти вложения окупились. При больших значениях p никакие долгосрочные инвестиции экономически невыгодны и могут осуществляться только на внеэкономической основе, то есть за счет бюджетных средств государства. Вернемся к рассматриваемой теплофизической задаче. Теплопотери через 1 м2 конструкции за отопительный период равны:

q =0,024 tв −t () от.п. zот.п. Ro =0,024 ГСОП Ro =0,024• • ГСОП k,

где R0 – сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м2 °C/Вт;

k – коэффициент теплопередачи ограждающей конструк- ции, Вт/(м2 °C);

ГСОП – градусо-сутки отопительного периода, °C сут./год, определяемые по формуле: ГСОП = (tв – tот.п.)zот.п., tв – темпера- тура внутреннего воздуха помещения, °С; tот.п. – средняя тем- пература отопительного периода, °С; zот.п. – продолжительность отопительного периода, сут/год;

0,024 = 24 / 1 000 – переводной коэффициент, кВт•ч/ (Вт⋅сутки).

С учетом (11) годовая прибыль домовладельца за счет снижения теплопотерь через 1 м2 ограждения определяется по формуле:

∆Э = (1/R0 0 –1/R0 1)ГСОП•0,024•CТ= –(k1–k0) ГСОП•0,024•CТ = = – ∆k•ГСОП•0,024 CТ,

где ∆Э – годовая прибыль домовладельца за счет снижения теплопотерь через 1 м2 ограждения при дополнительном утеплении, долл./(м2.год); R0 0, R0 1 – сопротивления теплопередаче базового и рассматриваемого варианта ограждения, соответственно, м2 °C/Вт; k0, k1 – коэффициенты теплопередачи базового и рассматриваемого варианта ограждения, соответственно, Вт/(м2 °C); CТ – стоимость тепловой энергии, долл./(кВт•ч). С учетом (12) неравенство (10) принимает вид:

− ΔK Δk < 0.024*ГСОП*(С_т/р) = ω

Левая часть этого неравенства, (–∆К/∆k), представляет собой удельные единовременные затраты на снижение коэффициента теплопередачи ограждающей конструкции на 1 Вт/(м2 °С) и определяется свойствами конструкции: стоимостью ее изготовления, стоимостью материалов, начальным значением k0 и т. д. Правая часть, ω, напротив, никак не зависит от конструкции, а полностью определяется климатическими, географическими и экономическими характеристиками страны или региона. И эта правая часть представляет собой предельное значение для удельных единовременных затрат, при которых они окупаются.

Еслинеравенство (13) не выполняется, то затраты на повышение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции никогда не окупятся, если выполняется – то окупятся.

 

 

15.

Энергоэффективность – отношение полезного эффекта от использования энергетических ресурсов, к затратам энергетических ресурсов, с целью получения такого эффекта.

M - полезный эффект;

W – затраченная энергия для достижения полезного эффекта (Дж)

E – энергоэффективность до энергосберегающего мероприятия

E₁– энергоэффективность после энергосберегающего мероприятия

∆W – экономия энергии (Дж)

E=M/W

E₁=M/(W-∆W)=E*(1/(1-∆W/W))

(1/(1-∆W/W)) – коэффициент, показывающий, во сколько раз повышается энергоэффективность полезного эффекта при относительном энергосбережении ∆W/W.

Из представленного графика можно сделать вывод, что энергоэффективность нелинейно зависит от энергосбережения.

Энергоемкость – величина обратная энергоэффективности.

Для количественной оценки энергоэффективности мероприятий направленных на энергосбережение, зачастую используются затраты, выраженные в денежном эквиваленте (ЗП рабочих, затарты на производство и доставку материалов и т.д.)