Формирование организационно-экономического механизма комплексного энергосбережения при строительстве и эксплуатации объектов городского электрохозяйства тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Формирование организационно-экономического механизма комплексного энергосбережения при строительстве и эксплуатации объектов городского электрохозяйства"

На правах рукописи

ЛЕКСУЩЕНКОВА ЮЛИЯ ТЕЙМУРОВНА

ФОРМИРОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО МЕХАНИЗМА КОМПЛЕКСНОГО ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБЪЕКТОВ ГОРОДСКОГО ЭЛЕКТРОХОЗЯЙСТВА

Специальность: 08.00.05 — «Экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами (строительство))»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

7 НОЯ 2013

Москва - 2013

005537347

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный строительный университет».

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Гераськпн Юрий Михайлович

Официальные оппоненты:

Баронин Сергей Александрович доктор экономических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», профессор кафедры «Экспертиза и управление недвижимостью»

Трухина Наталья Игоревна

доктор экономических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»,

профессор кафедры «Кадастр недвижимости, землеустройство и геодезия»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский государственный архитектурно-строительный университет»

Защита диссертации состоится «¿>/ноября 2013 г. в часов на

заседании диссертационного совета Д212.138.05, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» по адресу: 129337, г. Москва, Ярославское ш„ д. 26, ауд./ОГ^ С^Ь.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФБГОУ ВПО «Московский государственный строительный университет».

Ведущая организация:

Автореферат разослан «_

2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Мишланова Марина Юрьевна

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования. Согласно «Энергетической стратегии-2030», снижение энергоемкости отечественной экономики более, чем в два раза, является приоритетом государственной политики. Это возможно за счет рационального использования нереализованного потенциала энергосбережения, особенно в секторе электроэнергетики. Важнейшая роль в достижении указанной цели отведена вопросу повышения эффективности комплексного энергосбережения.

Сектор энергетического строительства оказывает существенное влияние на социально-экономическую обстановку в стране. Постоянно возрастающие потребности населения, характеризующиеся ежегодным увеличением энергопотребления на 2,5-4%', нарастание темпа физического и морального износа объектов энергоснабжения, который составляет примерно 60-65%2, заставляет уделить более пристальное внимание вопросам увеличения экономической и технической эффективности проектов в секторе электроэнергетического строительства.

Структурной единицей в системе единой национальной электросети, обеспечивающей трансформацию, перераспределение и передачу электроэнергии до конечного потребителя, на муниципальном уровне является объект городского электросетевого хозяйства. Именно данные объекты испытывают основную функциональную нагрузку из-за значительной протяженности кабельных сетей. Увеличение отпуска электроэнергии в сеть и сокращение технологических потерь будет способствовать накоплению экономии энергосбережения в масштабе всей страны благодаря такой отличительной отраслевой особенности, как кумулятивность. Обеспечить улучшение ключевых производственных показателей объектов городского электросетевого хозяйства в контексте энергосбережения возможно при условии реализации эффективных организационно-экономических механизмов.

Проведенные автором исследования показывают, что в значительной степени процесс энергосбережения на объектах городского элекгросетевого хозяйства зачастую сводится к замене технологического оборудования на более современное, в то время как непосредственно энергосберегающий подход по своей сути включает, но не ограничивается лишь модернизацией основных мощностей и внедрением энергосберегающих технологий. По мнению автора, энергосбережение с учетом такой специфики должно заключаться в комплексе таких технологий и мероприятий, совокупная реализация которых обеспечит наиболее эффективное использование имеющегося нереализованного потенциала энергосбережения.

1 Согласно данным Федеральной службы государственной статистики. Потребление электроэнергии в Российской Федерации, 2008-2012 гг.

* Согласно данным Федеральной службы государственной статистики. Опережающие индикаторы по основным видам деятельности, 1-2013.

Данные обстоятельства обуславливают необходимость формирования научно-прикладного организационно-экономического механизма комплексного энергосбережения при строительстве объектов городского электрохозяйства и их дальнейшей эксплуатации.

Все вышесказанное подчеркивает актуальность темы диссертационного исследования и говорит о необходимости рассмотрения обозначенных выше вопросов через призму энергосбережения.

Весомый вклад в формирование теоретической базы исследования внесли труды таких ученых, как: В. В. Бушуева, Н. Д. Рогалев, А. Г. Зубкова, И. В. Мастерова, В. Н. Фомина, Е. В. Аметистова. Организационно-экономические аспекты управления недвижимостью, вопросы реформирования системы жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ), основы систем управления ресурсо- и энергосбережением раскрывают в своих научных работах такие ученые, как: Лукманова И. Г., Трухина Н. И., Грабовый П. Г., Баронин С. А., Чернышов Л. Н., Иванова Н. В., Гумба X. М., Кириллова А. Н., Прыкин Б. В., Хрусталев Б. Б., Макаров А. А., Фортов В. Е., Шарипов А. Я., Репин В. Н., Михайлин М. В., Соловьев А. К. Вопросы взаимосвязи экономической теории и энергосбережения рассматривались в работах таких зарубежных ученых, как В. Освальд, Дж. Вилльямс, А. Розенфельд, Дж. Кейнс, А. Маршалл, П. Хейне, Д. Меддоуз и др.

Несмотря на высокую степень значимости указанной проблемы, вопросы реализации комплексного энергосбережения на объектах городского электросетевого хозяйства изучены недостаточно полно и требуют своего развития и совершенствования.

Данное диссертационное исследование ориентировано на формирование организационно-экономического механизма комплексного

энергосбережения, реализация которого будет способствовать повышению экономической эффективности инвестиционно-строительных проектов объектов городского электрохозяйства за счет внедрения энергосберегающих технологий.

Целью диссертационного исследования является разработка теоретических и методических положений, практических рекомендаций по формированию организационно-экономического механизма комплексного энергосбережения при строительстве и эксплуатации объектов городского электросетевого хозяйства.

Для достижения обозначенной цели в работе были поставлены и решены следующие научные задачи:

- определено место и роль объектов городского электрохозяйства в системе городского энергоснабжения и уточнена их структурная взаимосвязь с другими компонентами данной системы;

- выполнен анализ современного состояния сектора энергетического строительства в России и выявлены возможности использования нереализованного потенциала энергосбережения с учетом отечественного и зарубежного опыта;

- уточнено понятие комплексного энергосберегающего подхода в рамках структурно-организационной модели принципов энергосбережения;

- классифицированы и отобраны ключевые факторы энергосбережения, оказывающие влияние на основные технико-экономические показатели проектов строительства и эксплуатации объектов городского электрохозяйства;

- разработана экономико-математическая модель сравнительной, оценки влияния факторов энергосбережения на основные технико-экономические показатели проектов строительства и эксплуатации объектов городского электрохозяйства;

- разработаны методические рекомендации по формированию организационно-экономического механизма комплексного энергосбережения для реализации в электросетевой организации при строительстве и эксплуатации объектов городского электрохозяйства.

Объектом исследования являются объекты городского элекгросетевого хозяйства, осуществляющие трансформацию, распределение и передачу электроэнергии, а именно: трансформаторные подстанции (ТПС), центры питания (ЦП), включая кабельные сети и линии, распределительные и соединительные пункты.

Предметом исследования являются процессы реализации комплексного энергосберегающего подхода при строительстве и эксплуатации объектов городского электрохозяйства, а также взаимосвязи и зависимости между технико-экономическими показателями проектов строительства и эксплуатации объектов городского электрохозяйства и факторами энергосбережения.

Теоретическая и методологическая база диссертационного исследования. В процессе исследования были использованы такие приемы научного познания, как системный подход, сравнительный анализ, методы экономико-математического моделирования, прогнозирования, экспертных оценок и алгоритмизации процессов. Информационно-аналитическую базу исследования составили законодательные и нормативные акты Российской Федерации, материалы специализированных периодических изданий, отчеты и доклады международных и отечественных организаций по энергосбережению, статистические данные коммерческих предприятий, публикации трудов конференций и семинаров, статьи и монографии.

Научная новизна исследования заключается в разработке научных принципов и положений формирования организационно-экономического механизма комплексного энергосбережения при строительстве и эксплуатации объектов городского электрохозяйства.

Основные научные результаты, полученпые лично автором и составляющие новизну исследования, заключаются в следующем:

1. на основе анализа современного состояния сектора энергетического строительства определены принципы энергосбережения и особенности реализации комплексного энергосберегающего подхода

с учетом использования нереализованного потенциала энергосбережения в системе муниципального энергоснабжения;

2. классифицированы и отобраны ключевые факторы энергосбережения, оказывающие влияние на основные технико-экономические показатели проектов строительства и эксплуатации объектов городского электросетевого хозяйства;

3. разработана экономико-математическая модель сравнительной оценки влияния факторов энергосбережения на основные экономические показатели инвестиционно-строительных проектов объектов городского электросетевого хозяйства, что позволяет обосновано принять решение по внедрению тех или иных энергосберегающих технологий на разных этапах жизненного цикла объекта;

4. разработан алгоритм формирования и реализации организационно-экономического механизма комплексного энергосбережения на объектах городского электросетевого хозяйства;

5. предложены методические рекомендации для электросетевой организации по формированию организационно-экономического механизма комплексного энергосбережения на объектах городского электросетевого хозяйства.

На защиту выносятся:

- результаты анализа состояния вопроса энергосбережения в секторе энергетического строительства;

- перечень ключевых факторов энергосбережения, оказывающих влияние на основные экономические показатели инвестиционно-строительных проектов объектов городского электрохозяйства;

- результаты регрессионного анализа и экономико-математическая модель сравнительной оценки влияния факторов энергосбережения на основные экономические показатели инвестиционно-строительных проектов объектов городского электрохозяйства;

- алгоритм формирования и реализации организационно-экономического механизма комплексного энергосбережения и его реализации на объектах городского электрохозяйства.

Практическая значимость исследования заключается в возможности использования разработанных методических положений, рекомендаций и алгоритмов в деятельности электросетевых организаций и предприятий городского энергокомплекса. Отдельные методические положения, практические рекомендации и выводы, сформулированные в диссертации, могут быть использованы в работе органов местного самоуправления.

Достоверность полученных автором результатов исследования обусловлена использованием современных экономических теорий, методов и подходов в области энергосбережения и энергетического строительства, статистической информации о строительстве и эксплуатации объектов

городского электросетевого хозяйства в период с 2005 - 2012 гг., а также апробацией полученных научных результатов.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности ВАК. Проведенные исследования соответствуют следующим пунктам паспорта специальности ВАК 08.00.05 - «Экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация н управление предприятиями, отраслями, комплексами (строительство))»:

- пункту 1.3.66: развитие теории и методологии управления объектами недвижимости различного функционального назначения;

- пункту 1.3.74: организационно-экономические аспекты формирования систем управления ресурсо- и энергосбережением в жилищно-коммунальном хозяйстве.

Апробация и внедрение результатов исследования. Основные выводы и положения диссертационной работы были опубликованы в статьях таких отечественных и зарубежных научных конференций, как Международная научно-практическая конференция «НТТМ» (г. Москва, 2010, 2011 гг.), Международная выставка и конференция «Электроэнергетика России -Russia Power» (г. Москва, 2010 г.), Международная научно-практическая конференция «Строительство - формирование среды жизнедеятельности» (г. Москва, 2010, 2011 гг.), и семинаре (школа-семинар Технического университета «Московский энергетический институт», г. Москва, 2010 г.) и др. Ключевые тезисы диссертации были доложены и получили одобрение на Международном конкурсе молодых специалистов строительной отрасли в г. Манхейме (Германия, 2010 г.).

Результаты исследования используются автором в процессе чтения курсов по дисциплине «Управление проектами» в ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет».

Основные результаты исследования доведены до сведения руководства электросетевой организации ОАО «Энергокомплекс» с возможностью использования в текущей деятельности ЭСО, о чем свидетельствует документальное подтверждение (справка о внедрении).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 8 научных статей общим объемом - 3,6 пл., в том числе лично автором — 2,44 п.л. Из них 3 статьи общим объемом 1,7 п.л. - в печатанных изданиях, рецензируемых ВАК Минобрнауки РФ, в т.ч. лично автором - 1,3 п.л.

Объем и структура работы. Диссертация включает в себя перечень терминов и определений, список обозначений и сокращений, введение, три главы, заключение, библиографического списка, состоящего из 121 наименования трудов отечественных и зарубежных авторов. Нумерация формул, рисунков и таблиц сквозная по всей работе. Общий объем диссертационной работы составляет 166 страниц, включая 36 рисунков, 21 таблицу.

II. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 1. Результаты анализа состояния вопроса энергосбережения в секторе энергетического строительства

В целях снижения энергоемкости отечественной экономики на 40% к 2020 году важнейшим стратегическим направлением является развитие энергосбережения. Распределение имеющегося потенциала энергоэффективности по секторам экономики, как указано на рисунке 2, показывает, что значительными запасами обладают сектора строительства и электроэнергетики.

■ Производство электроэнергии

Производство и переаботка топлива

Сельское хозяйство

■ Промышленный и строительный сектор

■ Транспорт

К Общественные здания

1 Жилые здания

Прочее

* Производство тепла

Рис. 2 - Распределение потенциала энергоэффективности по секторам экономики, млн т.н.э.

К возможностям эффективного использования нереализованного потенциала организационного, экономического и технологического энергосбережения относится снижение потерей в магистральных и распределительных сетях, учитывая географические параметры России. Основной структурной единицей в единой национальной электрической системе (далее - ЕНЭС). обеспечивающей трансформацию, распределение и передачу электроэнергии до потребителя, является объект электросетевого хозяйства. Применительно к системе муниципального электроснабжения именно объекты городского электросетевого хозяйства (далее - ГЭСХ) испытывают основную нагрузку. Ниша, занимаемая объектами ГЭСХ в Московской энергосистеме, выделена красной рамкой на рисунке 3.

Серьёзным барьером в повышении энергосбережения на объектах ГЭСХ является отсутствие комплексного подхода. Излишне консервативная оценка электросетевой организацией (далее - ЭСО) потенциала энергосбережения, недостаток организационно-экономических механизмов управления энергосбережением, отсутствие научно обоснованного механизма внедрения энергосберегающих технологий говорит о необходимости разработки методических основ комплексного энергосбережения к строительству и

Федеральный уровень

Целевое назначение: Тип энергоресурса:

ФСК ЕЭС

Генерация

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

Региональный уровень

Сверхвысокое напряжение

МОСЭНЕРГО

ОГК I [.........АЭС........] Г Гидре ОГК Тепло ОГК]

.....]........

тгк

МЭС Центра

ГРЭС (КЭС) ПС, 110-750 «В

100 тыс. МВА

і МРСК Ценгра

ГТУ-ТЭЦ

ПГУ-ТЭЦ

МРСК

Распределение и передача

ТЕПЛОСбЫТ

Технические параметры энергообъекта:

Мощность, МВА Напряжение, кВ

ПС

107 569.8 МВА 35-750 «В

ТП,

Энергосбытовые 14 866,2 МВА компании

Энергоцеигр

МКС

'' Ремонтные И сервисные компании

РЭТО мкем

Конечные потребители

Рис. 3 - Организационная схема взаимосвязи структурных элементов Московской энергосистемы

эксплуатации объектов ГЭСХ с учетом их специфических особенностей.

Уникальной отличительной чертой процесса энергосбережения для всей электроэнергетической отрасли является кумулятивный эффект, который можно охарактеризовать как способность накапливать потенциал для энергосбережения на объектах ГЭСХ и, как следствие, во всей ЕНЭС. Таким образом, при достижении целей энергосбережения на одном объекте возможно достижение энергосбережения во всей ЕНЭС за счёт накопления потенциала энергосбережения (формула 1).

E- = tPB 0)

м

где: Е„,т - накопленная энергия в ЕНЭС; PES - потенциал энергосбережения на каждом г'-ом объекте в системе ЕНЭС; г= 1,2, 3 ... п - объекты электроэнергетики в ЕНЭС.

Рассматривать процесс повышения экономической эффективности на объектах ГЭСХ за счет внедрения энергосберегающих технологий необходимо, основываясь на понятии стоимости сэкономленной энергии (CSE, Cost of saved energy). Но, учитывая специфические функциональные особенности данного типа объектов недвижимости и их роль в городской системе электроснабжения, исследование требуется дополнить изучением производственной составляющей данного вопроса. А именно, требуется рассмотреть взаимосвязи основных экономических показателей этапов строительства и эксплуатации и факторов энергосбережения в комплексе.

Под понятием комплексного энергосберегающего подхода к строительству и эксплуатации объектов ГЭСХ автором понимается система взаимосвязанных элементов и их групп (объектов, принципов, методов, инструментов), взаимодействие которых позволит электросетевой организации (ЭСО) обеспечивать бесперебойную работу объектов ГЭСХ с учетом внедрения энергосберегающих технологий и мероприятий.

В качестве факторов энергосбережения автор понимает энергосберегающие технологии и / или энергоэффективные мероприятия (организационные, технические, технологические и пр.) и / или их комплекс, направленный на решение задач энергосбережения на объектах ГЭСХ и позволяющий достичь реальной экономии затрачиваемых топливно-энергетических, экономических, финансовых и других ресурсов.

Необходимо отметить, что комплексный энергосберегающий подход к строительству и эксплуатации объектов ГЭСХ включает в себя определенные базовые принципы и элементы. Среди них можно отметить такие общеизвестные принципы, как принцип многокомпонентности, типизации, экономического и технического прогнозирования. С учетом выявленных в ходе исследования специфических особенностей объектов ГЭСХ, автором были дополнительно выделены такие принципы, как кумулятивность, ретроспективность, вариативность и моделирование процессов. Все вышеперечисленные компоненты можно представить в виде единой модели. Данная организационно-структурная модель приведена на рисунке 4.

1. КУМТ тятивный принцип

Эффект накопления

потении ала

ЭНерГОС! крежения в ЕНЭС:

ее п -Тр шп — / ) г£5

і=1

4. Принцип вариативности

сравнительной

1, Принцип прогнозирования

Основывается на оценке экономического эффекта для расчета технического эффекта от внедрения конкретного набора

энергосберегающих технологий на объекте ГЭСХ и определения структуры энергопотерь

8. Принцип типизации процессов и масштабирования решешш

Возможность внедрять набор энергосберегающих технологий иа всех типовых объектах, находящихся в ведении электросетевой организации, основываясь на идентичных проектных решениях (сеть объектов ГЭСХ)

2. Принцип мшугокомпонентпости

Представляет с обой

комбинацию социально-

экономического и техннческого аспектов исследования

(исследование на стыке отраслей)

3. Формирование системы управления энергосбережения

Позволяет осуществлять контроль и вносить оперативные корректировки в работу объектов Г )СХ исходя из целей и задач энергосбережения

ОС НОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КОМПЛЕКСНОГО ЭНЕР1 ОСБЕРЕГА ЮЩЕГО ПОДХОДА ПРИ

СТРОИТЕ. ІЬСТВЕ II

ЭКСПЛ У АТАЦІ!И

ці

5. Принцип моделирования

Позволяет построить модель изменения основных

экон омических показателей проектов строительства и эксплуатации объектов ГЭСХ (объем капиталовложений, операционные расходы, срок окупаемости, стоимость сэконошгенной энергии), дополненную факторами энеогосбеоежения

6. Ретроспективный принцип

Использование у

электросетевой организации имеющейся информации позволило проанализировать зависимости и сделать выводы на основании реальных данных по объектам ГЭСХ

9. Яаучиая обоснованность в принятии решений

Рассмотрение проблем

энергосбережения' .....при

строительстве и эксплуатации объектов ГЭСХ,

технологических процессов и функциональных особенностей объектов ПІ! [српрс гпруегся через " призму

энергосбережения.

Рис. 4 — Организационно-структурная модель основных компонентов комплексного энергосберегающего подхода при строительстве и эксплуатации объектов ГЭСХ

2. Перечень ключевых факторов энергосбережения, оказывающих влияние на основные экономические показатели инвестиционно-строительных проектов объектов городского электрохозяйства

Исследование вопроса рационального использования имеющегося потенциала энергосбережения, изучение проблем учета энергопотребления и анализ режимов работы объектов ГЭСХ позволили сделать вывод о том, что эффективная реализация комплексного энергосберегающего подхода во многом зависит от внедрения энергосберегающих технологий на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации объектов ГЭСХ, но не ограничивается только этим. Формирование такого ОЭМ, который помог бы ЭСО эффективнее реалгоовывать комплексный энергосберегающий подход и принимать решение о внедрении той или иной энергосберегающей технологии с учетом таких факторов, как продолжительность строительства / срок эксплуатации, существенно бы улучшило качество управления комплексным энергосбережением на уровне не только одной конкретной ЭСО, но и всей системе городского электроснабжения.

Анализ отраслевых особенностей показал, что при решении вопросов, связанных с внедрением энергосберегающих технологий, объекты ГЭСХ должны рассматриваться в двух проекциях:

- объект ГЭСХ как объект недвижимости, осуществляющий трансформацию, перераспределение и передачу электроэнергии до конечного потребителя - производственная составляющая;

- объект ГЭСХ как объект недвижимости, на проектирование, строительство и эксплуатацию которого затрачиваются определенные финансово-экономические ресурсы - затратная составляющая.

Взаимосвязь производственной и затратной составляющей обязывает сформировать единое пространство факторов энергосбережения, влияющих на основные экономические показатели проектов строительства и эксплуатации объектов ГЭСХ. Для этого автором была подготовлена классификация энергосберегающих технологий и организационных мероприятий, используемых на объектах электроэнергетики разного функционального уровня. На основе данной классификации применительно к объектам ГЭСХ производилась выборка факторов энергосбережения с участием экспертной группы и последующим экономико-математическим анализом. Из 70 факторов энергосбережения было отобрано 23 фактора, которые впоследствии были разделены на две группы — строительство и эксплуатацию.

Впервые автором предложен нижеследующий перечень факторов энергосбережения, учитывающий как затратную, так и технологическую составляющую, учитывая специфику объектов ГЭСХ (табл.1). В качестве условных обозначений факторов энергосбережения в диссертации автором приняты аббревиатуры от профессиональных названий на английском языке, как того требует специализированная статистическая программа расчета.

Таблица 1

Перечень факторов энергосбережения для объектов городского электрохозяйства

JVs п/п Факторы энергосбережения Тип переменной Условное обозначение*

1 2 3 4

Этап 1• Строительство

1. Капитальные затраты (млн. руб.) Зависимая С

2. Продолжительность строительно-монтажных работ Независимая D

3. Монтаж устройств компенсации реактивной мощности в электрических сетях Независимая PCD

4. Проектная мощность трансформаторов. МВА Независимая Р

5. Устройство эффективных наружных ограждающих конструкций и заполнение световых проемов Независимая ECU

6. Установка трансформаторов напряжением большим, чем 6-20 кВ, предусмотрена проектом Независимая TIP

7. Установка и ввод в работ)' устройств регулирования под напряжением (РПН) на трансформаторах с переключением без возбуждения (ПБВ) Независимая VRD

8. Установка и ввод на трансформаторах с РПН устройств автоматического коэффициента трансформации Независимая АТС

9. Установка устройств с автоматическим регулированием мощности батарей статических конденсаторов Независимая АсВ

10. Внедрение АСКУЭ предусмотрено проектом Независимая ASKUE

11. Возможность отключения трансформаторов в режимах малых нагрузок на ТПС, более чем с двумя трансформаторами, предусмотрена проектом Независимая LVT

Этап 2 - Эксплуатация

12. Операционные затраты в год (млн. руб.) Зависимая

13. Срок эксплуатации объекта Независимая DM

14. Установленная электрическая мощность объекта. МВт Независимая DEC

15. Применение автоматического включения резервного трансформатора Независимая AART

16. Перераспределение нагрузки между трансформаторами Независимая RDVT

17. Применение кабеля с улучшенной изоляцией на основе синтетических материалов (сшитый полиэтилен) Независимая CIIS

18. Наличие вакуумных и элегазовых выключателей Независимая VEGS

19. Наличие устройств компенсации реактивной мощности Независимая PCD

20. Регулирование напряжения в ЛЭП Независимая RV

21. Наличие микропроцессорных устройств релейной защиты Независимая MPRP

22 Внедрение систем автоматизации и дистанционного управления электрическими распределительными сетями (телеуправление) Независимая BMSE

23. Наличие резервного питания, предусмотренного проектом Независимая UPS

Таким образом, сформированный перечень факторов энергосбережения помогает определить зависимые и независимые переменные для построения экономико-математической модели сравнительной оценки влияния факторов энергосбережения на основные экономические показатели проектов строительства и эксплуатации объектов ГЭСХ.

3. Результаты регрессионного анализа и экономико-математическая модель сравнительной оценки влияния факторов энергосбережения на основные экономические показатели инвестиционно-строительных проектов объектов городского электрохозяйства

Разработка экономико-математической модели сравнительной оценки влияния факторов энергосбережения предполагает следующие этапы:

- подготовка исходного массива данных по объектам ГЭСХ с изучением проектной документации;

- отбор факторов энергосбережения для выбранной категории объектов ГЭСХ на основании мнения экспертов в данной области;

- разработка экономико-математической модели на основе регрессионного принципа с определением зависимой (капитальные / операционные затраты) и независимых переменных (факторы энергосбережения);

- описание полученных зависимостей.

Сравнительная оценка влияния факторов энергосбережения на основные экономические показатели инвестиционно-строительных проектов объектов ГЭСХ выполнялась на основе регрессионного анализа. Изучаемые объекты ГЭСХ были разделены на две группы:

- объекты, построенные по традиционному сценарию (без или с незначительным применением энергосберегающих мероприятий);

- объекты, возведенные и эксплуатируемые по энергосберегающему сценарию - преимущественно, это объекты закрытого типа, построенные в стесненных городских условиях с предусмотренным в проектной документации внедрением энергосберегающих мероприятий, технологий и оборудования.

Расчеты показали, что следующие факторы энергосбережения являются наиболее / наименее значимыми по влиянию на выбранные зависимые показатели: капитальные затраты - для этапа строительства, операционные затраты - для этапа эксплуатации (табл. 2).

При сравнительной оценке влияния факторов энергосбережения учитываем, что расчет показателей экономической эффективности инвестиционно-строительных проектов основан на сравнении доходов от внедрения технологий и расходов на их реализацию. Рассматриваемые факторы энергосбережения не обеспечивают чистого дохода при использовании, но обуславливают экономию ресурсов.

Таблица 2

Значимость факторов эпергосбережения по итогам расчетов

Факторы энергосбережения Значимость

1 2

Этап 1 -Строительство

Продолжительность строительно-монтажных работ Значимый

Мощность объекта ГЭСХ Значимый

Установка устройств с автоматическим регулированием мощности батарей статических конденсаторов, предусмотренная проектом Значимый

Монтаж устройств компенсации реактивной мощности в электрических сетях Значимый

Устройство эффективных наружных ограждающих конструкций и заполнение световых проемов Менее значимый

Этап 2 - Эксплуатация

Установленная электрическая мощность объекта ГЭСХ Значимый

Наличие вакуумных или элегазовых выключателей Значимый

Применение кабеля с улучшенной изоляцией на основе синтетических материалов Значимый

Наличие микропроцессорных устройств релейной защиты Значимый

Наличие устройств компенсации реактивной мощности Значимый

Перераспределение нагрузки между трансформаторам! Менее значимый

Применение автоматического включения резервного трансформатора Менее значимый

Срок эксплуатации Менее значимый

При таком подходе становится возможным определить динамику накопления экономии зависимых переменных (капитальных затрат и операционных расходов) и сопоставить их по двум сценариям в ЭСО:

1) традиционный сценарий (ТР) - внедрение энергосберегающих технологий на ранее возведенных на объектах ГЭСХ;

2) энергосберегающий сценарий (ЭНЭФ) - возведение и эксплуатация объектов ГЭСХ по проекту с уже предусмотренными мероприятиями по энергосбережению.

Данный подход позволяет провести сравнение между двумя категориями объектов ГЭСХ и проанализировать зависимости между основными экономическими параметрами инвестиционно-строительных проектов и реализуемыми электросетевой организацией сценариями к строительству и эксплуатации объектов городского электрохозяйства.

Поэтому целесообразно трансформировать такие показатели, как эффект экономии и период окупаемости, применительно к решаемой задаче (табл.3).

Таблица З

Показатели экономической эффективности энергосберегающих __мероприятий_

Показатель Определение Трансформированный показатель

1 2 3

Эффект экономии Э,ф Э>ф - величина разностей дохода и затрат на инновацию за расчетный период Ээф - разность затрат по двум сценариям за определенный период ЖЦ объекта ГЭСХ.

Период окупаемости Тс Т„ - период, за который расходы на инновацию и доходы от её внедрения равны. ТЭф - точка экономии, определенный момент жизненного цикла объекта ГЭСХ, в котором достигается экономия энергоэффективного сценария по сравнению с традиционным.

Согласно выполненному расчету, точка экономии (Тэф) определяется на 6-ом году жизненного цикла объекта ГЭСХ (рис. 5) и описывается следующей зависимостью (формула 2):

іуф-

>'і = 714.131п(х,)-1934.б у2 = 381.181п(дг3)—1339.8

(2)

где: Гф - это точка достижения экономии энергосберегающего сценария к традиционному сценарию; х1 и х: - это год жизненного цикла объекта, на котором достигается эффективность сценария (х, -энергоэффекпшного сценария (ЭНЭФ) по сравнению с другим сценарпем (х^ - традшпгонным сценарием (ТР).

На графике (рис. 5) видно, что на объектах ГЭСХ, возведенных по энергосберегающему сценарию, несмотря на отрицательные значения в период строительства (отмечено красным) в дальнейшем наблюдается накопление экономии средств (отмечено зеленым). График наглядно демонстрирует преимущество реализации энергосберегающего сценария по сравнению с традиционным сценарием.

Разработка экономико-математической модели является одним из эффективных способов выявления значимых факторов энергосбережения, оказывающих наибольшее влияние на выбранные зависимые показатели. Используя данную модель, описанную математическим выражением (формулы 3 и 4), становится возможным определить именно те энергосберегающие технологии, от внедрения которых ЭСО получит реальный эффект эконошш.

Эф=£/(С,М) (3)

/=1

C=\n(kr+aD+bP-cECU+dPCD-gAcB) М = 1п(£„ + аВЕС - Ъ гага + сРСП + с1С1К+gPMPR - МЯТ + ЮМ - тКОТ) (4)

где: Э,ф - эффект экономии,! - чисто наблюдений, М- капитальные затраты, С - операционные затраты, кс и кщ — свободные члены уравнения по этапам строительства и эксплуатации соответственно. а,Ъ,с4,8М,1т ~ числовые коэффициенты

ю >>

Си в

и в

■й о в о ■х СП

Г)

1,000.00

500.00

(500.00)

1*2

1311д —«Ц I н

ЩШ Ж (1.000.00) ......щ

(1,500.00) щт

(2,000.00)

в (2,500.00)

(3,000.00)

Строительство

I Усредненные Затраты ТР

Эксплуатация

'средненные Затраты ЭНЭФ

• Разница / Экономия

Рис. 5 - График накопления экономии (млн. руб.) при внедрения энергосберегающих технологий на основных этапах

жизненного цикла объектов ГЭСХ

4. Алгоритм формирования и реализации организационно-экономического механизма комплексного энергосбережения на объектах городского электрохозяйства

С целью разработки методических рекомендаций по формированию ОЭМ комплексного энергосбережения автор предлагает использовать понятие стоимости сэкономленной энергии (CSE или cost of saved energy), базирующееся на затратах, необходимых для получения экономии энергии. Оно представляет собой отношение приростных (не полных) капитальных затрат на реализацию проекта энергосбережения и достигнутой экономии энергии и рассчитывается по формулам (5) и (б):

cse=crf*cc+c№

ASE ' 7

где: СС - приростные капитальные затраты на реализацию проекта; C0D - изменение операционных затрат. При достижении в рамках проекта дополнительных положительных результатов, как рост выпуска продукции пли повышение надежности, то показатель может стать отрицательным; ASE — годовая экономия энергии в физическом выражении: CRF- коэффициент восстановления капитала, определяемый по формуле 7:

dr

CRF =-—--(б)

где: dr - ставка дисконтирования, используемая при планировании проекта по повышению энергоэффективности

Применяя понятие стоимости сэкономленной энергии к задаче повышения экономической эффективности проектов строительства и эксплуатации объектов ГЭСХ с учетом реализации комплексного энергосберегающего подхода, автором предложен новый показатель -эффект комплексного энергосбережения. Данный обобщенный индикатор связывает воедино техническую и экономическую (в частности, затратную) составляющую энергосбережения на объектах ГЭСХ и определяется по формуле (7):

F = А

сыт pec І

(S„ ^Ч )ср

Арес (Г. - V ) "1 J ср

(7)

где: Есш - эффект комплексного энергосбережения; Др|с - относительный усредненный показатель взаимосвязи экономического и технического эффектов, Л- экономический эффект, -

ресурсный эффект, К - прогнозный объем отпуска электроэнергии в сеть за период, кВтч; Г„ -

плановый объем отпуска электроэнергии в сеть за период, кВтч; - стоимость отпуска электроэнергии за прогнозный период, руб.; стоимость отпуска электроэнергии за плановый период, руб.

В заключительной части диссертации разработан обобщенный алгоритм формирования ОЭМ комплексного энергосбережения на объектах ГЭСХ (рис.б), учитывающий как затратную, так и производственную компоненту задачи повышения энергоэффективности инвестиционно-строительных проектов объектов ГЭСХ.

Нормативно-правовое и информационное обеспечение

^^^їїодгшовкТмассивгПїанньо^^^^^ использовании энергосберегающих мероприятий и технологий на объектах

Формирование факторного пространства, определение факторов энергосбережения

- Метод экспертных оценок: -сравнительный анализ объектов; - традиционный и энергосберегающий сценарий строительства и эксплуатации объектов городского электросетевого хозяйства -

Разраоотк^атрицьПЗ^^ зависимой (экономический или ресурсный показатель) и независимых переменных ^^^^^фшоо^ь^нергосбе^ежения^^^^^

Регрессионный анализ данных У=ХЬ+е

Оценка степени влияния факторов энергосбережения на выбранный зависимый показатель

Расчет экономических параметров (капитальные I операционные затраты)

- Проектная и рабочая документация;

- Справки по показаниям с приборов

учета

- Программы эксплуатации;

-Энергетический паспорт объекта

Выявление группы факторов с наибольшим влиянием

Рис.6 - Алгоритм формирования и реализации ОЭМ комплексного

энергосбережения на объектах ГЭСХ Данный алгоритм включает в себя основные этапы формирования и реализации ОЭМ комплексного энергосбережения на объектах ГЭСХ с учетом возможного изменения перечня факторов энергосбережения применительно к конкретной задаче в рамках какой-либо отдельно взятой

ЭСО. Это, в свою очередь, подчеркивает научно-прикладной характер предлагаемого автором ОЭМ и гибкость в его использовании. Алгоритм формирования и реализации разработанного организационно-экономического механизма комплексного энергосбережения позволяет обеспечить достижение требуемой экономии энергоресурсов на объектах ГЭСХ.

Для апробации предлагаемого ОЭМ была произведена количественная оценка производственной составляющей в виде процентных значений ожидаемого технического эффекта на объектах ГЭСХ ОАО «Энергокомплекс» (г. Москва) по следующим функциональным показателям:

- уровень отпуска электроэнергии в сеть объектом ГЭСХ;

- уровень электропотребления на собственные нужды объектом ГЭСХ;

- объем технологических потерь при трансформации и передаче электроэнергии.

В соответствии с современным состоянием системы государственного регулирования и управления энергосбережением основным направлением является снижение уровня энергоемкости экономики регионов путем улучшения показателей электроэффективности. Данная тактическая задача, сводится к анализу структуры технологических потерь и прогнозированию отпуска электроэнергии в сеть объектом ГЭСХ.

Структура технологических потерь в сетях рассматривалась в диссертации с учетом анализа режимов работы объектов ГЭСХ. В процессе анализа соотношения технологических потерь и режимов работы объектов ГЭСХ было определено условие целесообразного отключения части трансформаторов с учетом потерь мощности, состоящих из условно-переменных потерь, зависящих от нагрузки (нагрузочные потери), и условно-постоянных потерь, независящих от нагрузки (потери холостого хода, формула 8).

(8)

где: ДГ, - условно-постоянные потери; АР, — паспортные потери мощности холостого хода трансформатора; Трі - число часов работы трансформатора

в і-ом режиме; — напряжение обмотки высшего напряжения трансформатора в і-ом режиме; иБИиси — номинальное напряжение обмотки высшего напряжения трансформатора; т - Количество режимов работы трансформатора в базовом периоде.

Так как одной из основных причин технологических потерь электрической энергии в сетях принято считать недозагрузку и работу объектов ГЭСХ в режиме холостого хода, задача определения технического (ресурсного) эффекта от применения энергосберегающих технологий сводится к прогнозированию изменения эффекта комплексного энергосбережения с течением времени и с учетом основного показателя загрузки объекта - отпуска электроэнергии в сеть.

Для вычислений был использован метод, основанный на анализе временных рядов. На основании информации из справок по показаниям приборов учета энергоресурсов из имеющейся группы объектов ГЭСХ по

энергосберегающему сценарию, были отобраны только загруженные объекты ГЭСХ и сформированы ряды исходных показаний по отпуску электроэнергии в сеть за определенный период времени. После необходимых итераций с учетом фактора сезонности, были рассчитаны прогнозные значения исследуемого функционального показателя (отпуск электроэнергии в сеть, кВтч). Результаты их сравнения с изначальными плановыми значениями показаны на графике (рис. 9). Динамика увеличения отпуска электроэнергии в сеть объектами ГЭСХ, возведенными и эксплуатирующимися по энергосберегающему сценарию, отмечена красным тренд-циклом.

I- I 1000000

р ¡8 500000

Прогноз

Период

Рис. 9 - Модель «план-прогноз» по отпуску электроэнергии в сеть на объектах ГЭСХ в ОАО «Энергокомплекс» по энергосберегающему сценарию Используя информацию, имеющуюся у ЭСО, возможно проводить прогнозирование не только для объектов ГЭСХ, но и целой группы другого типа объектов системы энергоснабжения. Согласно полученным результатам, производственная составляющая объектов ГЭСХ, возведенных и эксплуатируемых по энергосберегающему сценарию, возрастает, а уровень технологических потерь снижается (рис.10).

Наименование потерь

Рис. 10 - Изменение технологических потерь в сетях на объектах ГЭСХ в ОАО «Энергокомплекс»

Программа практических рекомендаций с прогнозными значениями по снижению энергопотребления объектом ГЭСХ на основе применения ОЭМ при эксплуатации в ОАО «Энергокомплекс» представлена в таблица 4.

Выполненные расчеты показали, что реализация практических рекомендаций, подготовленных на основе полученных результатов исследования, позволяет электросетевой организации ОАО «Энергокомплекс»:

- сократить расход электроэнергии на собственные нужды объекта

ГЭСХ на 3-5%;

- сократить технические потери электроэнергии на объекте ГЭСХ на 1020%.

Таким образом, применение ОЭМ комплексного энергосбережения при строительстве и эксплуатации объектов ГЭСХ в деятельности ЭСО свидетельствует о:

1) повышении экономической эффективности проектов строительства и эксплуатации объектов ГЭСХ, возведенных по энергосберегающему сценарию с достижением реальной экономии денежных средств уже на 4-ом году эксплуатации;

2) сокращении расхода электроэнергии на собственные нужды на 3-5% и сокращении технических потерь объекта ГЭСХ на 10-20%.

Таблица 4

Практические рекомендации по снижению уровня потребления __электроэнергии па объектах ГЭСХ

Цели и мероприятия

% снижения потребления

Цель 1. Сокращение расхода электроэнергии на собственные нужды объекта ГЭСХ: ___

3-5%

1. Минимизация внутреннего и наружного освещения в пределах уровня, неооходимого для обеспечения нормального технологического процесса:

- замена на современные энергосберегающие источники счета;

- использование стабилизаторов напряжения с целью сокращения расхода электроэнергии

на освещение и управление освещением.

2. Минимизация расхода электроэнергии на обогрев производственных помещений и нужды отопления в пределах уровня, необходимого для обеспечения нормального технологического процесса и санитарных норм:

- уменьшение потребления тепла на собственные нужды подстанций;

- уменьшение потерь тепла за счет улучшения изоляционных и конструктивных свойств

строительной части подстанций;

- организация работ по обеспечению индивидуального горячего водоснабжения

промышленных зданий.

3. Снижение расхода электроэнергии на нужды вентиляции.

4. Зарядно-подзарядные устройства для аккумуляторных батарей.

5. Проведение комплексных энергетических обследований электросетей и их потребителей (промышленного, жилого фонда, зданий бюджетной сферы).

Цель 2. Сокращение технических потерь электроэнергии._|_10-20%

1. Отключение трансформаторов в режимах малых нагрузок на подстанциях с двумя и

Цели и мероприятия % снижения потребления

более трансформаторами с внедрением системы автоматического вво; Установка и ввод в работу на трансформаторах с регулированием нагрузкой устройств автоматического регулирования коэффициента т іа резерва, напряжения под рансформашт.

Цель 3. Применение инновационных методов и технологий. - Организация работ по утилизации вторичных энергетических ресурсов. 3%

Цель 4. Совершенствование системы контроля и учета электроэнергии. 2-5%

Цель 5. Организация рекламной компании по энергоэффективности и энергосбережению. Организация обучения специалистов по энерго-/ресурсосбережению и повышению энергоэффективности. 2%

II. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Повышение экономической эффективности использования нереализованного потенциала энергосбережения, имеющегося в секторе электроэнергетического строительства, является приоритетным направлением государственной политики и способствует снижению энергоемкости отечественной экономики. Действенным инструментом в достижении обозначенной цели является снижение электропотребления объектами ГЭСХ благодаря ОЭМ комплексного энергосбережения к строительству и эксплуатации данных объектов.

2. Объекты ГЭСХ играют важнейшую роль в структуре ЕНЭС. Осуществление проектов строительства и эксплуатации объектов ГЭСХ по энергосберегающему сценарию будет способствовать накоплению экономии электроресурса в масштабах всей страны благодаря кумулятивному принципу.

3. Комплексный энергосберегающий подход к строительству и эксплуатации объектов ГЭСХ реализуется преимущественно с помощью внедрения энергосберегающих технологий. Процесс выбора наиболее эффективных энергосберегающих технологий должен основываться на процедуре анализа факторов энергосбережения, оказывающих влияние на основные экономические показатели проектов строительства и эксплуатации объектов ГЭСХ.

4. Разработанная экономико-математическая модель сравнительной оценки влияния факторов энергосбережения на основные экономические показатели инвестиционно-строительных проектов объектов ГЭСХ позволяет ЭСО выбрать оптимальный комплекс энергосберегающих технологий к внедрению и учесть именно те факторы энергосбережения, которые оказывают наибольшее влияние на повышение экономической эффективности.

5. Процесс комплексного энергосбережения подчеркивает необходимость поэтапного осуществления ОЭМ в целом, так как реализация отдельных его элементов не принесет ожидаемого эффекта экономии.

1П. ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

А) Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных изданиях и

журналах, определенных Высшей Аттестационной Комиссией Министерства

образования:

1) Кулиева Ю.Т. Исследование характеристик энергопотребления объектов энергетического назначения в процессе их эксплуатации / Ю. Т. Кулиева, Ю. М. Гераськин // Международный НТЖ «Недвижимость: экономика, управление». -2011. - №2. - 0,4 пл. (в т.ч. автора 0,3 пл.). - М.: Изд-во «АСВ», 2011. - С. 2931.

2) Кулиева Ю.Т. Технико-экономическая оценка факторов энергосбережения для объектов электроэнергетики / Ю. Т. Кулиева // НТЖ «Вестник МГСУ». —2011.— №8. - 0,8 п.л. - М.:Изд-во «АСВ», 2011. -С. 403-407.

3) Кулиева Ю.Т. Двунаправленный подход к оценке факторов энергосбережения объектов электросетевого хозяйства / Б. В. Прыкин., Ю. Т. Кулиева // Международный НТЖ «Недвижимость: экономика, управление». - 2011. -№1. - 0,5 п.л. (в т.ч. автора 0,2 пл.). - М.: Изд-во «АСВ», 2012. - С. 43-46.

Б) Печатанные статьи в других изданиях:

4) Кулиева Ю.Т. Внедрение энергосберегающих технологий на объектах энергетического назначения / Ю. Т. Кулиева, Ю. М. Гераськин // Сборник трудов 2-ой Международной научно-практической конференции НТТМ-2010. -М.:Изд-во «АСВ», 2010. - ОД п. л. (в т. ч. автора 0,07). - С. 99-100.

5) Кулиева Ю.Т. Внедрение энергосберегающих технологий на объектах энергетического назначения / Ю. Т. Кулиева, Ю. М. Гераськин // Сборник трудов 5-ой Международной школы-семинара 2010 (МЭИ) «Энергосбережение -теория и практика».-М.:Изд-во МЭИ, 2010. - 1,03 п. л. (в т. ч. автора 0,87).

6) Кулиева Ю. Т. Оценка значимости влияния энергосберегающих технологий на затраты при строительстве и эксплуатации объектов электроэнергетики / Ю. Т. Кулиева, Ю. М. Гераськин // XIV Международная межвузовская научно-практическая конференция молодых ученых, докторантов и аспирантов «Строительство - формирование среды жизнедеятельности» (Москва, 27-29 апреля 2011 г.)-М.МГСУ, 2011. - 0,3 п. л. (в т. ч. автора 0,2). - С. 283-286.

7) Кулиева Ю.Т. Исследование характеристик энергопотребления объектов энергетического назначения / Ю. Т. Кулиева, Ю. М. Гераськин // Сборник трудов 3-ей Международной научно-практической конференции НТТМ-2011-М.:Изд-во «АСВ», 2011. - 0,17 п. л. (в т. ч. автора - 0,1 п. л.) - С. 56-58.

8) Кулиева Ю. Т. Техннко-экономическая оценка факторов энергосбережения для объектов электроэнергетики / Ю. Т. Кулиева // Сборник трудов Международной научной конференции, посвященной 90-летию МГСУ-МИСИ «Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании» (Москва, 19-21 октября 2011 г.); в 2-х т. Т.2./М.:МГСУ, 2011.-0,3 п. л. - С. 247249.

Подписано в печать 24.10.2013 г.

Усл.п.л. - 1.5 Заказ №17111

Копипенгр «ЧЕРТЕЖ.ру» ИНН 7701723201 107023, Москва, ул.Б.Семеновская 11, стр.12 (495) 542-7389 www.chertez.ru