II.1.3. Внедрение инновационных технологий в электроосвещение

Прежде всего, отметим, что 80 % информации человек получает через органы зрения. Зрительный комфорт напрямую зависит от степени освещенности. Свет влияет на здоровье, самочувствие и настроение людей. Поэтому экономия энергии на освещение не должны осуществляться в ущерб здоровью людей и комфортности. Энергосбережение, эффективность освещения, качество и комфортность света, надежность и долгий срок службы - эти аспекты в выборе осветительного оборудования становятся все актуальнее. Новейшие технологии позволяют обеспечить оптимальное соотношение между комфортностью и экономичностью.

По оценкам специалистов до 19 % всей потребляемой в мире электроэнергии расходуется на освещение, в то время как современные светотехнические решения позволяют сэкономить до 40 % потребляемой электроэнергии. Эта экономия оценивается в 106 млрд. евро в год и позволяет сократить выбросы углекислого газа в атмосферу на 555 млн. тонн в год и уменьшить на 1,5 млрд. баррелей потребление нефти.

В настоящее время общее потребление электроэнергии в нашей стране на нужды освещения составляет около 140 млрд. кВт·ч/год.

Наибольшее количество электроэнергии на освещение потребляется традиционными лампами накаливания (ЛН), которые в соответствии с принятым Ф3 № 261 2009 г. подлежат замене.

Существует принципиально две различные альтернативные технологии для замещения ЛН:

- замещение ЛН компактными люминесцентными лампами (КЛЛ)

- замещение ЛН светодиодными лампами (СД).

Процентные соотношения источников света, представленных на отечественном рынке в 2008 году и прогноз этого рынка на 2014 год иллюстрируют диаграммы на рис. II.4.

Светодиоды более перспективны по показателям энергосбережения и экологической безопасности, но их стоимость выше, а отечественная промышленность не готова пока к массовому производству таких ламп.

Наибольший эффект в энергосбережении дает максимально быстрый переход на светодиодные источники.

Необходимо выбрать стратегию перехода и определить перечень требуемых мер, которые обеспечат её реализацию.

 

Рис. II.4. Характеристика рынка источников света в России

 

В зависимости от того, как будет происходить замещение неэффективных источников света, меняется потенциал энергосбережения:

- экономия электроэнергии к 2020 году может составить от 148 млрд. кВт·ч. до 163 млрд. кВт·ч.;

- высвобождаемая генерирующая мощность может составить от 55 ГВт до 63 ГВт (рис. II.5).

По оценкам ряда аналитиков развитие светодиодной отрасли в мире, показывает значительные перспективы ее роста (в среднем по 35 % в год). В 2009 г. объем рынка светодиодов составил 5,3 млрд. долл., а на 2010 г. прогнозируемый объём рынка составит 8,2 млрд. долл.

Для замены всех источников света в РФ понадобится около 110 млрд. светодиодов, что в 2 раза превосходит сегодняшнее мировое производство. Поэтому в рамках поставленных задач по энергосбережению отечественным производителям есть куда приложить свои усилия и капиталы.

Рабочая группа по энергоэффективности Комиссии по модернизации и технологическому развитию экономики России при Президенте Российской Федерации в проекте «Новый свет» провозгласила цель: «Сделать в России освещение энергоэффективным – минимум энергии на максимум света» и сформулировала следующие задачи для достижения поставленной цели:

- модернизация внутреннего освещения в зданиях и сооружениях бюджетной сферы;

- реконструкция уличного освещения в городах и населенных пунктах;

- реализация информационно образовательных программ по продвижению и рекламе энергоэффективного освещения.

 

Рис. II.5. Графики энергопотребления на нужды освещения при различных сценариях замещения источников света

Ожидаемые результаты:

- высвобождение генерирующих мощностей до 10 % от уровня 2009 г.;

- сокращение затрат на оплату электроэнергии на освещение в среднем до 60 % от уровня 2009 г.;

- сокращение затрат бюджетов на оплату внутреннего освещения до 50 %, на оплату наружного освещения – до 30 % от уровня 2009 г.;

- доведение мощностей по выпуску современных осветительных устройств в России до 200 млн. ед. в год.

Решение задач проекта «Новый свет» начато по следующему плану:

1. Разработка и реализация пилотных проектов по повышению энергоэффективности в системах внутреннего и наружного освещения.

2. Информационная поддержка проекта и разработка методовстимулирования энергосберегающего поведения.

3. Разработка и внедрение технических регламентов по безопасности и стандартов по качеству и энергоэффективности осветительного оборудования и систем освещения.

4. Организация отечественного производства энергоэффективных источников света и светотехнического оборудования.

5. Реализация комплексной Программы энергосбережения и повышения энергоэффективности систем внутреннего и наружного освещения «Новый свет».

В качестве муниципальных образований для пилотных проектов, Комиссией выбраны следующие города: Тюмень, Горно-Алтайск, Пермь, Казань, Киров. Методика, выработанная при реализации пилотных проектов, будет использована для тиражирования технологий в масштабах всего государства.

Названной выше Рабочей группой опубликованы в Интернете планируемые затраты и предполагаемая экономия от замены ламп (табл. II.4).

Приведём пример технико-экономической оценки замены ламп накаливания на люминесцентные и на светодиодные лампы в высшем учебном заведении Нижегородской области. Расчёт выполнен в ценах 2009 г. по методике [36].

Принимаем следующие исходные данные для сравнения вариантов освещения помещений в вузе:

- в среднем каждая лампа включена 6 часов в сутки (лампы, расположенные в местах общего пользования, работают гораздо больше, другие лампы – меньше);

- характеристики лампы накаливания: срок службы 1000 часов; цена 10 руб./шт.;

- характеристики компактной люминесцентной лампы: срок службы 15000 часов; мощность 20 Вт; цена 200 руб./шт.;

- характеристики светодиодной лампы: срок службы 25000 часов; мощность 15 Вт; цена 350 руб./шт.

 

Т а б л и ц а II.4

 

Планируемые затраты и эффект от реализации проекта «Новый свет»

 

Область применения	Энергосбережение за счет замещения ламп и внедрения систем управления освещением	Цена покупки новой лампы/ Средняя экономия на одну лампу в 2010 году после замены	Общая экономия от замены всех ламп в год/ Сокращение выбросов СО2 в год
Наружное освещение	Дуговые ртутные лампы (ДРЛ) – 325 Вт* (110 руб.)	~40%	Натриевые лампы высокого давления (ДНаТ) – 200 Вт*	180 руб.	550 руб.	21,9 млрд. кВт·ч / 11,257 млн. т
Производствен ное и офисное освещение	Люминесцентные лампы (Т8,Т5) – 40 Вт* (20 руб.)	~65%	Люминесцентные лампы нового поколения – 32 Вт* Светодиодные лампы (Т8,Т5) – 17 Вт*	80 – 350 руб.   2300 руб.	35 руб.     100 руб.	5,256 млрд. кВт·ч / 2,702 млн. т 15,111 млрд. кВт·ч / 7,768 млн. т
Бытовое и офисное освещение	Лампы накаливания (ЛН) – 75 Вт* (7 руб)	~80%	Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) – 15 Вт* Светодиодные лампы (LED) – 8 Вт*	80 – 350 руб.     300 – 1000 руб.	260 руб.   290 руб.	68,328 млрд. кВт·ч / 35,12 млн. т   76,284 млрд. кВт·ч/ 39,21 млн. т
Торговое и прочее освещение	Галогенные лампы всех типов – 35 Вт*	~30%	Светодиодные лампы – 3 Вт*	300 – 2500 руб.	140 руб.	0,7 млрд. кВт·ч/ 0,360 млн. т

* С внедрением систем управления освещением суммарная экономия электроэнергии/ сокращение выбросов СО₂ составит от 113,184 млрд. кВт·ч / 58,177 млн.т до 130,995 млрд. кВт·ч / 67,33 млн.т.

 

Замена ламп накаливания компактными люминесцентными или светодиодными лампами даст эффект за счет снижения количества потребляемой энергии при одной и той же освещенности. Учитывая длительные сроки использования новых ламп, в течение которых периодически придется заменять лампы накаливания, то есть разносить единовременные затраты во времени, выполним расчеты экономической эффективности с использованием функции дискон-тирования при дисконтной ставке r=0,1. Значения расчетных коэф-фициентов дисконтирования для данного значения r приведены в табл. II.5.

Т а б л и ц а II.5

 

Расчет коэффициентов дисконтирования при r=0,1

 

T-t
1/(1+r)T-t	1,0	0,909	0,826	0,751	0,683	0,621	0,564	0,513	0,466	0,424	0,386	0,239	0,149	0,057
(1+r)T-t	1,0	1,1	1,21	1,331	1,464	1,611	1,772	1,949	2,144	2,358	2,594	4,177	6,727	17,499

 

Расчет варианта I, предусматривающего применение компактной люминесцентной лампы:

1) Срок службы новой лампы в годах:

Т = 15000: 6: 365 = 6,8 лет.

Принимаем срок службы 6 лет, заведомо округлив его в меньшую сторону, чтобы не завысить рассчитываемый эффект.

2) Срок службы лампы накаливания в годах:

Т = 1000: 6: 365 = 0,46 ≈ 0,5 года.

Таким образом, в течение всего срока службы компактной люминесцентной лампы каждый год требуется приобретать 2 лампы накаливания.

3) Дисконтированная стоимость затрат на лампы накаливания в течение срока службы компактной люминесцентной лампы, приведенная к начальному году:

=20(1+0,909+0,826+0,751+0,683+0,621) =

= 97,2 руб. (II.1)

4) То же, для компактной люминесцентной лампы

IC₂ = 200·1 = 200 руб.

5) Дисконтированная величина затрат в период перехода от ламп накаливания на энергосберегающие лампы (в расчете на одну высококачественную компактную люминесцентную лампу)

IC = IC₂ – IC₁ = 200 – 97,2 = 104,2 руб. (II.2)

6) Стоимость годовых затрат на электроэнергию, затрачиваемую лампами накаливания, при цене 1 кВт·ч в Нижегородской обл. в 2009 г. 2,30 руб.

C₁ = 2,30 · 0,1 · 6 · 365 =503,7 руб/год.

7) То же, компактной люминесцентной лампой:

C₂ = 2,30 · 0,02 · 6 · 365 =100,74 руб/год.

8) Величина годового экономического эффекта от использования одной компактной люминесцентной лампы вместо лампы накаливания

P = C₁ – C₂ = 503,7 – 100,74 = 402,96 руб. /год. (II.3)

9) Общая накопленная величина дисконтированных доходов за срок службы высококачественной компактной люминесцентной лампы

 

= 402,96(0,909 + 0,826 +0,751 + 0,683 + 0,621 + 0,564 =

= 1754,5 руб. (II.4)

10) Чистый дисконтированный доход (Net Present Value – NPV)

NPV = PV – IC = 1754,5 – 104,2 = 1650,3 руб. (II.5)

Таким образом, NPV > 0. Следовательно, замена ламп накаливания на компактные люминесцентные лампы выгодна.

10) Индекс рентабельности (Profitability Index – PI).

Этот метод является, по сути, следствием метода чистого дисконтированного дохода (NPV). Индекс рентабельности PI определяется как отношение суммы приведенных эффектов (поступлений) к величине суммы дисконтированных капиталовложений.

PI = PV/IC = 1754,5/104,2 = 16,83 >1. (II.6)

Дисконтированный срок окупаемости инвестиций (Discounted Payback Period – DPBP).

Метод определения дисконтированного срока окупаемости инвестиций в целом аналогичен методу определения простого срока окупаемости PBP. Однако показатель DPBP свободен от одного из недостатков показателя PBP, а именно – от игнорирования факта неравноценности денежных потоков в различные моменты времени. Условие для определения дисконтированного срока окупаемости DPBP формулируется как нахождение момента времени, когда дисконтированные денежные потоки доходов сравняются с дисконтированными потоками затрат.

DPBP рассчитывается с помощью формулы (уравнения)

(II.7)

где DPBP – дисконтированный срок окупаемости; CF_k – чистый эффективный денежный поток на k -м интервале планирования; r – ставка дисконтирования.

Расчет дисконтированного срока осуществляется по данным вычислений, представленных в табл. II.6.

Дисконтированный срок окупаемости компактной люминесцентной лампы на основании табл. II.6:

DPB = 1 - 204,5/384,5 = 0,47 года.

 

Т а б л и ц а II.6