2. Технико-экономическая оценка энергосберегающих

мероприятий (проектов)

В условиях дефицита денежных средств, выделяемых бюджетным организациям (в том числе образовательным учреждениям) на энергоснабжение, очень важно уметь правильно определять затраты и сбережения от внедрения энергосберегающих мероприятий, т.е. проводить их технико-экономическую оценку.

В процессе технико-экономической оценки определяются следующие основные показатели:

• инвестиции (капитальные затраты), тыс. руб.;

• годовая экономия от внедрения того или иного мероприятия, тыс. руб./год;

• срок окупаемости мероприятия, лет;

• прибыльность мероприятия (т.е. сколько рублей прибыли получено на каждый вложенный рубль).

Инвестиции (К_о) включают все затраты, связанные с общими вложениями на внедрение энергосберегающего мероприятия или проекта. Они включают следующие статьи затрат:

• проектирование;

• оборудование;

• материалы;

• монтаж и наладка;

• другие затраты;

• налоги.

Годовая экономия (В) - ежегодные сбережения, получаемые после внедрения энергосберегающего мероприятия.

(10.8)

где S - сбереженная за год энергия (электрическая, тепловая и т.д.), кВт·ч/год;

E - стоимость единицы энергии, руб/кВт·ч.

Срок окупаемости (Т_ОК, лет ) упрощенно можно рассчитать по выражению (10.9):

(10.9)

Исследования показывают, что многие энергосберегающие мероприятия, имеющие одинаковый срок окупаемости, дают разную прибыль при их внедрении. Поэтому для распределения мероприятий по прибыльности необходимо определить индекс доходности (ИД) (формулы (10.6), (10.7)). Наибольший индекс доходности (ИД) указывает на наиболее прибыльное мероприятие.

Необходимо отметить, что данный метод можно применять при условии постоянства годовой экономии (В). В этом случае формула (10.5) для определения чистого дисконтированного дохода (ЧДД) упрощается и принимает вид:

(10.10)

где r - реальная процентная ставка;

n - экономический срок службы мероприятия.

Реальная процентная ставка определяется по выражению (10.3).

После расчета индекса доходности (ИД) все мероприятия по энергосбережению ранжируются по прибыльности, пример ранжирования приведен в таблице 10.1.

Таблица 10.1 – Пример ранжирования энергосберегающих мероприятий

3. Примеры технико-экономической оценки энергосберегающих мероприятий

Пример 1. Экономия тепловой энергии

Значительной экономии тепловой энергии, расходуемой на отопление, можно достигнуть за счет следующих мероприятий:

1) установка в здании термостатических радиаторных вентилей (рисунок 10.1 а);

2) установка утилизатора тепла в системе вентиляции (рисунок 10.1 б).

Рисунок 10.1 – Термостатический радиаторный вентиль (а) и утилизатор тепла в системе вентиляции (б)

Термостатические радиаторные вентили устанавливаются на каждом радиаторе (батарее) в комнате. На вентиле имеется рукоятка, позволяющая устанавливать желаемую температуру батареи. В начале и конце отопительного сезона, когда наблюдаются резкие потепления, вентили не допустят перегрева батарей, за счет чего и достигается экономия энергии. При отсутствии вентилей в комнате будет выделяться излишек тепла, который обычно удаляется через открытое окно.

Для соблюдения требований санитарных норм, а также создания комфортных условий в помещении, где находятся люди, необходима эффективная вентиляция. При этом воздух, имеющий температуру 20ОС и более, «выбрасывается» на улицу, т.е. в зимнее время с ним теряется большое количество тепла. С улицы при этом забирается холодный воздух, подогревается специальным устройством и подается в помещение. Для того, чтобы избежать потерь тепла с удаляемым воздухом, можно использовать утилизатор тепла, который отбирает тепло от удаляемого воздуха и передает это тепло свежему воздуху, поступающему с улицы.

Задачей расчета является сравнение двух мероприятий и определение наиболее прибыльного.

Мероприятие 1. Установка в здании термостатических радиаторных вентилей

(К_О = 69000 руб. и B = 17100 руб./год.).

Мероприятие 2. Установка утилизатора тепла в системе вентиляции

(К_О = 300000 руб. и B = 75000 руб./год).

Расчет для термостатических вентилей

n = 10 лет, Eн = 34%, b = 25%

1. Реальная процентная ставка по выражению (10.3):

2. Срок окупаемости по выражению (10.9):

3. Чистый дисконтированный доход (чистая существующая прибыль) по выражению (10.10):

4. Индекс доходности:

Расчет для утилизации тепла

n = 15 лет, Ен = 34%, b = 25%, r = 7%

1. Срок окупаемости

2. Чистая существующая прибыль

3. Коэффициент чистой существующей прибыли

Выводы: Оба энергосберегающих мероприятия являются прибыльными и имеют одинаковый срок окупаемости 4 года. Однако, установка утилизатора тепла более прибыльна, поскольку индекс доходности ИД выше.

Пример 2. Мероприятия по экономии электроэнергии

С целью экономии электроэнергии в осветительных установках автодорожного техникума были рекомендованы следующие мероприятия:

1) замена люминесцентных ламп на лампы меньшей мощности;

2) замена ламп накаливания люминесцентными лампами;

3) автоматизация управления освещением.

Мероприятие 1. Замена люминесцентных ламп на лампы меньшей мощности

Замена люминесцентных ламп на лампы меньшей мощности производится по мере их перегорания и не требует дополнительных денежных затрат.

Величина экономии при этом составит 7,5% от годового потребления. При годовом потреблении люминесцентными лампами 178492,0 кВт·ч в учебных корпусах и 11015,1 кВт·ч в общежитиях, экономия электроэнергии составит 17849,2 кВт·ч/год (13386,9 кВт·ч – в учебных корпусах, 4462,3 – в общежитиях), что в финансовом выражении составляет B = 10531,0 руб.

Срок окупаемости модернизации системы освещения:

Т_ОК = К₀ / B = 0 / 10531 = 0.

Чистый дисконтированный доход:

Так как мероприятие является беззатратным и дает значительную годовую экономию, то оно является прибыльным и рекомендуется к осуществлению.

Мероприятие 2. Замена ламп накаливания люминесцентными лампами

В настоящее время в корпусах и общежитиях автодорожного техникума число ламп накаливания составляет 607 штук (мощность каждой лампы 60 Вт).

Рисунок 10.2 - Лампа накаливания (а) и люминесцентная лампа (б)

Светоотдача ламп накаливания 12 лм/Вт, люминесцентных ламп 80 лм/Вт. Следовательно, мощность люминесцентных ламп, необходимых для замены ламп накаливания равна 36427 Вт, т.е. 68 светильников с люминесцентными лампами 2х40 Вт.

Стоимость одного светильника с электромагнитным ПРА - 250 руб., с электронным ПРА - 600 руб.

а) Установка 68 светильников с электромагнитным ПРА обойдется в:

К₀ = 68 · 250 = 17000 руб.

Данное мероприятие позволяет экономить 140031 кВт·ч электроэнергии (28761 кВт·ч – в учебных корпусах, 111270 – в общежитиях), что в финансовом выражении составляет B = 82618 руб.

На сегодняшний момент по рублям расчетная номинальная процентная ставка банков Ен = 33%, а уровень инфляции b = 8%.

Срок окупаемости модернизации системы освещения:

Т_ОК = К₀ / B = 17000 / 82618 = 0,21 года.

Чистый дисконтированный доход:

Индекс доходности:

ИД = ЧДД / К₀ = 296888 / 17000 = 17,46.

б) Установка 68 светильников с электронным ПРА обойдется в:

К₀ = 68 · 600 = 40800 руб.

Электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА) позволяет экономить 20% от потребляемой электроэнергии, т.е. можно получить экономию еще больше чем в случае б. Данное мероприятие позволяет экономить 168037 кВт·ч электроэнергии (34513 кВт·ч – в учебных корпусах, 133524 – в общежитиях), что в финансовом выражении составляет B = 99142 руб.

На период расчета по рублям расчетная номинальная дисконтная процентная ставка банков Ен = 33%, а уровень инфляции b = 8%.

Срок окупаемости модернизации системы освещения:

Т_ОК = К₀ / B = 40800 / 99142 = 0,41 года.

Чистый дисконтированный доход:

Индекс доходности:

ИД = ЧДД / К₀ = 30051 / 170000 = 0,18.

Таблица 10.2 - Сводная таблица энергосберегающих мероприятий в осветительных установках

Пример 3. Мероприятия по экономии тепловой энергии

От котельной Радиофизического техникума тепловая энергия на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение отпускается объектам (учебному корпусу и общежитию) техникума и сторонним потребителям. Поэтому на котельной желательно организовать пункт коммерческого учета и автоматического контроля тепловой энергии отпускаемого тепла для объектов ОУ.

Пункты коммерческого учета тепловой энергии необходимо организовать так же на вводах сторонних потребителей.

Значительные резервы экономии имеются в системах отопления жилых и общественных зданий. Эффективным средством экономии тепловой энергии является организация в тепловых вводах учебного корпуса и общежития индивидуальных тепловых пунктов (ИТП). ИТП оборудованы погодными компенсаторами, бесшумными смесительными насосами и системой автоматического регулирования. В систему автоматического регулирования входит датчик температуры наружного воздуха, датчик температуры в магистрали системы отопления, ограничитель температуры обратной воды для системы горячего водоснабжения и ограничитель температуры обратной воды для системы вентиляции. Суммарная годовая экономия тепловой энергии при установке ИТП может достигать 20%.

Предлагаются следующие мероприятия и рекомендации по экономии тепловой энергии:

• снижение потерь тепла через оконные проемы путем установки штор из ПВХ пленки в межрамном пространстве окон;

• снижение теплопотребления объектов техникума за счет автоматизации систем отопления, вентиляции и ГВС и установки теплосчетчиков

Мероприятие 1. Снижение потерь тепла через оконные проемы путем установки штор из ПВХ пленки в межрамном пространстве окон (рисунок 10.4).

Рисунок 10.4 – Пример установки штор из ПВХ пленки в межрамном пространстве окон

Энергосберегающая пленка предназначена для снижения потерь тепловой энергии через окна, и устанавливается на окне в межрамном пространстве, создавая при этом эффект третьего окна. При проведении расчетов было выяснено, что такое мероприятие снижает тепловые потери через окна в 1,25÷1,35 раза.

Общая площадь остекления зданий техникума равна 3089,3 м². Необходимо 2886,3 погонных метров пленки при ее ширине 115 см. Стоимость пленки 3 руб./пог. м, т. е. затраты на пленку З_пл = 8658,9 руб. Также для установки пленки необходимо 5600,0 пог. м зажимных профилей. При их стоимости 5,5 руб./пог. м затраты на них составляют З_пр = 30800,0 руб. Всего капитальные затраты составят К₀ = 39458,9 рублей. Снижение потерь тепла через оконные проемы

позволит получить годовую экономию тепловой энергии:

- в учебном корпусе – 400 Гкал/год;

- в общежитии – 350 Гкал/год.

Итого по объектам техникума – 750 Гкал/год.

В денежном выражении при стоимости 1Гкал = 300 руб.:

- в учебном корпусе ОУ, получающем тепло от котельной– 400·300 = 120000 руб.;

- в общежитии, отапливаемом от теплосетей МП «Теплоэнерго» - 350·300 = 105000 руб.

Итого по объектам ОУ – B = 225000 руб.

Срок окупаемости установки пленки ПВХ:

Т_ОК = К₀ / B = 39458,9 / 225000 = 0,18 года.

Чистый дисконтированный доход:

Индекс доходности:

ИД = ЧДД / К₀=586628,0 / 39458,9 = 14,89.

Мероприятие 2. Снижение теплопотребления объектов техникума за счет автоматизации систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения (ГВС) и установки теплосчетчиков.

Автоматизация систем отопления, вентиляции и ГВС осуществляется за счет установки на вводе здания индивидуальных тепловых пунктов (рисунок 10.5). ИТП позволяет регулировать теплопотребление. Регулирование заключается в следующем:

• снижение температуры воздуха в нерабочие дни и ночное время в учебном корпусе;

• автоматическое поддержание заданной температуры воздуха в помещениях.

Предполагается установка системы автоматизации отопления, вентиляции и горячего водоснабжения и теплосчетчик. Для системы отопления эффективна таймерная регулировка снижения температуры в зданиях в ночное время и в выходные дни при учете температуры окружающего воздуха, а для вентиляции и ГВС по температуре обратной трубы.

Рисунок 10.5 – Индивидуальный тепловой пункт

По данным фирм – производителей оборудования для автоматизации систем теплоснабжения снижение потребления тепла может достигать 30% за отопительный период. Кроме того, обеспечивается поддержание комфортной температуры воздуха в помещениях, упрощается настройка, регулирование и эксплуатация систем отопления. Установка теплосчетчиков позволяет снизить финансовые затраты по тепловой энергии за счет разницы между фактическим и нормативным потреблением тепла.

Рисунок 10.6 – Теплосчетчик WSI-X (расходомер с тепловычислителем и датчиками температуры)

Стоимость одного ИТП с теплосчетчиком составит 180000 рублей. К установке планируется 2 ИТП, т.е. капитальные затраты равны К0 = 360000 руб. Снижение потерь тепла за счет автоматизации систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения и установки теплосчетчиков позволит получить годовую экономию тепловой энергии:

- в учебном корпусе – 600 Гкал/год;

- в общежитии - 400 Гкал/год.

Итого по объектам ОУ – 1000 Гкал/год.

В денежном выражении при стоимости 1Гкал = 300 руб.:

- в учебном корпусе ОУ– 600·300 = 180000 руб.;

- в общежитии - 400·300 = 120000 руб.

Итого по объектам ОУ – B = 300000 руб.

Срок окупаемости модернизации системы отопления:

Т_ОК = К₀ / B = 360000 / 300000 = 1,2 года.

Чистый дисконтированный доход:

Индекс доходности:

ИД = ЧДД / К₀ = 837000 / 360000 = 2,33.

Из произведенных расчетов можно сделать вывод, что мероприятие прибыльное.

Результаты расчетов мероприятий по экономии тепловой энергии сведены в таблицу 10.3.

Таблица 10.3 - Сводная таблица энергосберегающих мероприятий по тепловой энергии

Пример 4. Экономия потребления холодной воды

В настоящее время потребление холодной воды во многих бюджетных учреждениях превышает нормативное в 1,5 – 2 раза. При этом Российские нормативы превышают Европейские нормативы в 1,2 – 1,7 раза. Снизить потребление холодной воды можно за счет еженедельного контроля объемов потребления, сравнения фактического и нормативного потребления и принятия на этой основе организационных мер (разъяснительные беседы, штрафы, выговоры и т.п.).

С целью определения фактических расходов холодной воды в строительном техникуме предполагается установка счетчиков холодной воды марки СТВ-100 в количестве 2 штук:

на вводе учебного корпуса;

на вводе в общежитие.

Стоимость одного счетчика составит 4378 рублей. Капитальные затраты равны К₀ = 2 · 4378 = 8756 руб. Снижение потребления холодной воды за счет установки счетчиков холодной воды позволит получить годовую экономию холодной воды в размере 20% от общего потребления.

Рисунок 10.7 – Счетчик холодной воды марки СТВ-100

При годовом потреблении 8830,0 м3 экономия составит 1766,0 м³. В денежном выражении при стоимости 1м³ = 2,66 руб.:

B = 1766,0 · 2,66 = 4697,6 руб.

Срок окупаемости модернизации системы отопления:

Т_ОК = К₀ / B = 43780(8756) / 4697,6 = 1,9 года.

Чистый дисконтированный доход:

Индекс доходности:

ИД = ЧДД / К₀ =4355 / 8756 = 0,5.

Из произведенных расчетов можно сделать вывод, что мероприятие прибыльное

Таким образом, проведении энергосберегающей политики государство одним из основных инструментов выделило энергетический аудит, который позволяет определить фактическое состояние энергетического хозяйства различных предприятий и оценить эффективность использование энергоресурсов. Конечной целю всей деятельности по энергосбережению является повышение энергоэффективности, а в более общем виде ресурсоэффективности производства.

Требования, предъявляемые к специалистам – аудиторам, очень высоки и разнообразны именно в силу значимости их деятельности.

Предполагается, что аудитор должен хорошо представлять производство, ориентироваться в системах энергоснабжения всех видов, знать характеристики топливо-энергетических ресурсов, уметь составлять энергетические и материальные балансы, проводить оценку затрат и экономии в результате внедрения мероприятий.

В соответствии с данными требованиями и выстроена структура данного конспекта лекций, который должен быть полезен, как студентам энергетических и теплоэнергетических специальностей, так и энергетическим службам предприятий.