Стратегия энергоснабжения на водном транспорте

Сложное положение экономики России, в котором оказалась и отечественная энергетика, включая судовую, в ближайшем будущем может привести к глубокому энергетическому кризису, который сведет на нет все усилия по реформированию экономики, остановит намечающиеся тенденции в оживлении промышленности водного транспорта. По оценкам российских специалистов для сохранения энергетического потенциала России хотя бы на сегодняшнем уровне необходим ввод 7 млн. кВт новых энергетических мощностей в год, что потребует 50 млрд. долларов инвестиций до 2010 года. В начале октября 2000 года на американо-российском инвестиционном форуме в Бостоне первый вице-президент Европейского банка реконструкций и развития Чарльз Франк заявил, что электроэнергетика России в течение ближайших 10-15 лет нуждается в инвестициях в размере 5-7 млрд. долларов в год. Столь же неблагополучная картина и в теплоснабжении, яркий пример тому – Дальневосточный регион.

По мнению президента компании«GazdeFrance» Пьера Гадонекса «…для того, чтобы открыть новое солидное газовое месторождение, вовсе не обязательно отправляться на Крайний Север. Достаточно вложить деньги в энергоснабжение в Москве и полученный эффект вполне будет сравним с результатами работы за Полярным кругом».

При разработке судового энергосберегающего электрического, электронного, электромеханического, технологического оборудования, средств автоматизации, аппаратуры контроля, управления и защиты, устройств диагностирования, тиристорных токоограничителей и проектирований электроэнергетических систем судов различного назначения на конкурсной основе предпочтительным будет проект с оптимизацией технических решений, с учётом влияния случайных факторов.

На функционирование объектов морской инфраструктуры и инженерных систем территории застройки судостроительно-судоремонтных предприятий, влияет множество факторов, имеющих случайную природу, пренебрежением которыми в проектах строительства и при эксплуатации энергетический систем может привести к различным неблагоприятным событиям и результатам: нарушению условий жизнедеятельности, излишним затратам материальных, энергетических и трудовых ресурсов, поломкам, повреждениям, пожарам на судах, в портах, на гидротехнических сооружениях и аварийным ситуациям.

К числу таких факторов можно отнести климатические параметры и погодные условия, сроки строительства объектов водного транспорта, численность персонала, расходы ресурсов электрического, электронного энерготехнологического оборудования, топлива, материалов, запчастей и др., внезапные технические, повреждения, отказы и длительность их устранения, природные катаклизмы, случайные отклонения от заданных свойств объекта (судна, судостроительно-судоремонтного предприятия, порты, гидросооружения).

Для количественной оценки этих факторов и их влияния детерминированные подходы непригодны. Сами факторы и результаты их воздействия следует рассматривать как случайные события или случайные величины и использовать вероятностные методы расчета.

Различают три типа событий: детерминированные (однозначные), случайные и неопределенные. Случайные и неопределенные - это события, которые могут произойти или не произойти, те.их появление не однозначно.

В отличие от неопределенных, случайные события и величины обладают статистической устойчивостью (однородностью), имеют соответствующие законы распределения, т.е. могут повторяться при одинаковых условиях многократно. Поэтому случайные события лучше поддаются прогнозу, а прогноз неопределенных событий, как правило, менее достоверен и требует использования специальных методов (например, теории игр и др.)

В связи с изложенным, ряд событий, характеристик и параметров должны рассматриваться на стадии проектирования с вероятностных позиций, что обеспечит большую их информативность и достоверность. Сюда относятся: надежность (безотказность, долговечность) инженерных и технологических систем, обеспеченность параметров обитаемости в зданиях различного назначения(речных вокзалах, судостроительно-судоремонтного предприятий ), сроки строительства (монтажа) и ремонта, численность ремонтно-эксплуатационных бригад, расходы энергоресурсов, сырья, материалов и запчастей, риск возникновения техногенных и природных чрезвычайных ситуаций и др.

К числу наиболее нежелательных случайных событий относятся аварии и стихийные бедствия. Согласно принятой у нас и за рубежом концепции «ненулевого риска», абсолютной безопасность обладают только системы, полностью лишенные энергетического потенциала и активных компонентов (химических, радиационных, биологических). В остальных случаях риск аварии не равен нулю, т.е вероятность аварии не может' быть нулевой. Можно стремиться только к снижению риска до бесконечно малых величин за счет наращивания ступеней защиты, повышения надежности элементов и узлов, эффективного контроля и своевременного выполнения регламентных работ.

Эта концепция корреспондируется с принятой в экологии «презумпцией виновности» (или потенциальной опасности загрязнения окружающей природной среды) любой намечаемой производство-хозяйственной деятельности в отрасли водного транспорта.

Значит полностью исключить из нашей жизни техногенные чрезвычайные ситуации (аварии) теоретически невозможно, т. к. признается отсутствие «абсолютно безопасных» технологий и видов производственно-хозяйственной деятельности, но оно практически вероятно при соблюдении определенных условий. А полностью избежать стихийных бедствий пока также не представляется возможным, т.к. природные стихийные процессы неуправляемы. Поэтому чрезвычайные ситуации необходимо прогнозировать и предупреждать (или ослаблять, их вредное воздействие). В соответствии с законом «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера», при проектировании объектов производственного и социального назначения, в том числе в отрасли водного транспорта, должен разрабатываться раздел проекта «Инженерно-технические мероприятия ГОЧС» с последующей государственной экспертизой в экспертных органах МЧС России.

В помощь проектным организациям и службам эксплуатации промпредприятий и ЖКХ на кафедре ИСБ ГАСИС выполнены разработки по учету влияния случайных факторов на основе стратегии энергосбережения.

В общей проблеме ресурсосбережения особое место принадлежит сбережению энергоресурсов. Работа по решению этой проблемы ведется по двум основным направлениям: нормативно правовому и технологическому.

Нормативно-правовое направление нацелено на создание и совершенствование законодательной базы энергосбережения.

Базовым документом стал введенный в действие в 1996 году федеральный закон «Об энергосбережении», ориентированный на дополнение его подзаконными актами (на уровне Правительства, министерств и ведомств). И хотя по опытупоследних лет закон не лишен недостатков (особенно в части вопросов финансирования и экономического стимулирования), все же он послужил основой для принятия аналогичных региональных законов, целевых программ по энергосбережению, активизации организационно-технической деятельности в этой области на местах.

Накопленный международный опыт энергосберегающей деятельности указывает на необходимость законодательного закрепления экономических стимулов, в частности закрепления возможности реинвестирования сэкономленных средств в дальнейшее развитие энергосбережения, а также кредитной поддержки судоремонтно-судостроительных предприятий производящих или использующих технические средства энергосбережения. Тот же опыт подтверждает и целесообразность введения ограничительных рычагов в виде энергетических стандартов на энергопотребляющее оборудование с экономическими санкциями за их нарушение, а также санкциями за неэффективное использование энергоресурсов бюджетными организациями и предприятиями-монополистами.

Кроме упомянутого закона, энергосберегающие подходы прописаны в ряде постановлений правительства, инструкций министерств, в федеральных, региональных и ведомственных строительных правилах и стандартах.

В области законодательства и в технической политике в последние годы наблюдаются следующие тенденции.

Курс на приближение к международным стандартам и международной системе оценок, т.е. происходит гармонизация наших норм с международными. Это естественный процесс при переходе к открытому гражданскому обществу и при желании утвердиться на мировом рынке. Очевидной стала необходимость общаться на одном технологическом и правовом языке во имя торговых, научно-технических, гуманитарных и других целей. Приоритеты международных договоров РФ и общепризнанных норм международного права по отношению к внутренним федеральным законам прописаны и в нашей Конституции.

Согласно Конституции РФ законы и другие правовые акты могут приниматься не только на федеральном уровне, но и Субъектами Федерации. Эти региональные законы должны учитывать специфику данной территории, но не противоречить федеральным законам. Согласно СНиП 10-01-94 «Система нормативных документов» впервые разрешена разработка строительных норм на региональном уровне. В частности Москвой разработаны и внедрены свои строительные нормы и другие правовые акты по энергосбережению, экологии, по вопросам жилищно-коммунальной сферы и др. Согласно закону Москвы «О ставках и льготах по налогу на прибыль» сумма налога на прибыль уменьшается на величину затрат, связанных с Приобретением и установкой приборов учета расхода энергоресурсов. Это позволяет предприятиям приступить к энергосберегающим мероприятиям без собственных капвложений. Таким образом, строительные нормы и правила в настоящее время имеют трехуровневую структуру (федерального уровня; территориальные - ТСН и ведомственные - ВСН).

Характер федеральных СНиП по проектированию меняется. В них остаются только требования к нормируемому объекту. Технические решения, формулы и методики расчета постепенно убираются и включаются в состав пособий, рекомендаций, в своды правил и другие документы рекомендательного характера. Аналогия наблюдается в зарубежных нормативных документах. Предполагается, что содержание СНиП не должно сковывать инициативу проектировщика, навязывать ему готовые технические решения и методики расчета. Он вправе сам решать, как и каким способом обеспечить выполнение требований СНиП, т.е. иметь больше свободы выбора.

Переход к новым экономическим принципам управления также отражается на содержании нормативно-технической базы проектирования (ГОСТ и СНиП). Основной упор делается на безопасность человека (в том числе - пожаро-, взрывобезопасностъ) и потребительские свойства (например, повышение комфортности в зданиях), а также охрану ОС. Как и в мировой практике, обязательной экспертизе подлежат (при проектировании) пожаробезопасность и экология.

Происходит насыщение отечественного рынка новым электрическим, электронным, энерготехнологическим оборудованием, материалами, приборами различных отечественных и зарубежных производителей. И в этом многообразии необходимо не ошибиться. Для защиты потребителя, в том числе судоходных компаний, вводится сертификация (обязательная или добровольная) продукции на соответствие требованиям ГОСТа или ТУ. В принципе, для производителя она может быть добровольной, за исключением требований по безопасности (в том числе пожаробезопасности) и санитарно-гигиенических требований. Строительная продукция для портов, судостроительно-судоремонтных предприятий подлежит обязательной сертификации по санитарно-гигиеническим и противопожарным требованиям. За рубежом, несмотря на добровольный принцип сертификации (за исключением требований по безопасности и санитарно-гигиенических), каждый производитель стремится получить сертификат, так как это повышает спрос на его продукцию.

В стране постепенно реформируется жилищно-коммунальное хозяйство (ЖКХ). Целью реформы провозглашен перевод ЖКХ на самофинансирование и самоокупаемость при улучшении качества услуг. При этом одной из главных задач будет снижение издержек (эксплуатационно-производительных затрат) за счет включения рыночных механизмов, устранения монополизма в этой сфере (создание конкурентной среды), а также за счет технологического сопровождения (внедрение новых ресурсосберегающих технологий, приборов учета и регулирования расхода энергоресурсов и воды, средств автоматизации систем жизнеобеспечения, замены устаревшего электрического, электронного, технологического оборудования на новое, энергосберегающее).

Следует отметить, что принятием законов и постановлений федерального уровня диапазон требований к проекту, постепенно расширяется. Так принятие закона «Об охране окружающей среды» повлекло разработку экологического раздела проекта, появление закона «Об энергосбережении» привело к необходимости расчета эффективности энергопотребления, принятие закона «О безопасности опасных промышленных объектов» заставило отражать в проекте декларацию безопасности объекта (с анализом риска возникновения аварий, прогнозом развития аварийных событий, разработкой мер по их предупреждению и по ликвидации последствий).

Технологическоенаправление в области энергосбережения, охватывающее все имеющиеся научные разработки, проектные, конструктивные и технологические решения, по существу можно свести к 4-м группам мероприятий:

· Устранение сверхнормативных потерь энергии;

· Сведения неизбежных потерь к минимуму (сюда относятся новые технические решения, современные инновационные технологии, энергосберегающее электрическое, электронное, энергетическое оборудование и др.);

· Повторное использование энтропийных видов энергии, в первую очередь сбросного тепла (т.е. вторичных тепловых энергоресурсов–ВТЭР), и использование природного тепла;

· Использование нетрадиционных альтернативных источников энергии и совершенствование традиционных.

Первая группа мероприятий требует наименьших затрат, окупается быстрее, поэтому её следует считать первоочередной.

Для получения значительного экономического в судостроении и судоремонте эффекта от энергосберегающих мероприятий и соблюдения при этом социальных приоритетов необходимо обеспечить комплектность и системность их выполнения.

Под комплексностью понимается выполнение энергосберегающих мер:

· На всех этапах жизненного цикла объекта (системы);

· На всех стадиях обращения энергии, т.е. при производстве энергии, перемещении энергоносителя и при потреблении (на последние две стадии приходится до 70% всех потерь);

· По всем видам энергоресурсов в целом (топливу, электрической и тепловой энергии), так как в ряде случаев сбережения одного вида энергоресурса приводит к перерасходу другого.

График (рис. 6.1) позволяет проследить снижение энергетического потенциала ресурса за счет потерь на этапах его обращения. Примечательно к источнику тепловой энергии – котельной – эти потери выражаются: на границе 1-2 потерями при сжигании топлива и получении теплоносителя (пара или горячей воды), на границе 2-3 потерями на собственные нужды котельной, на границе 3-4 потерями при транспортировке теплоносителя и на границе 4-5 потерями у потребителя (речного и морского вокзала).

Согласно графику, коэффициент полезного использования первичного энергоресурса (КПИ), отражающий долю полезно используемой энергии:

Рис.6.1. Технологическая схема потерь энергоресурса

(на стадиях обращения энергии)

, где

–коэффициент снижения энергетического потенциала за счет потерь при переходе из состояния i в состояние i+1.

– конечная энергия (используемая непосредственно потребителем);

– первичная энергия (первичный энергоресурс);

– величина зафиксированная в целом по стране в докризисный период.

Под системностью подразумевается использование системного анализа, предполагающего следующие действия:

1. выявление закономерностей процессов в системе, зависимости от внутренних и внешних факторов, установление взаимосвязей между факторами; учет всех факторов, влияющих на процесс.

2. Учет глобальной (конечной) цели всей системы при решении частных (промежуточных) задач;

3. прогноз возможных последствий от принятого решения (ближайших и отдаленных).

В отрасли морского и речного транспорта при системном подходе к проблеме энергосбережения становится очевидным, что энергосбережение не является самоцелью, а должно послужить укреплению экономики и улучшению качества жизни. Поэтому нельзя экономить на здоровье людей, экипажей судов, на первоочередных социальных потребностях, при замене тяжелого физического труда и на снижении качества продукции, т.е. недопустимо экономить энергоресурсы любой ценой при строительстве, испытаниях, эксплуатации судов, а также при их ремонте на судоремонтных предприятиях.