Глава10. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

Внастоящее время на территории РФ сжигается в условном исчислении около 1,0 млрд тонн органического топлива: нефти и нефтепродуктов; природного, нефтяного и заводского газа; каменного, бурого угля и торфа; дров и древесных отходов. Раз­веданные запасы нефти, газа и угля практически не возрастают, а промысловые запасы быстро истощаются. В поисках топлива изыскатели вынуждены уходить все дальше от обжитых мест и все глубже опускаться в земные недра. По этой причине органичес­кое топливо перманентно дорожает, удваиваясь в цене каждые 3-5 лет. В табл. 10.1 показаны данные энергоемкости валового внутреннего продукта (ВВП) разных стран. Из этих данных вид­но, что энергии на единицу ВВП в России расходуют в 2,3 раза больше, чем в среднем в мире. Даже по сравнению с Китаем энер­гоемкость ВВП РФ хуже во столько же раз, а против, например, Италии хуже в 4 раза.

Таблица10.1

Энергоемкость ВВП стран мира в 2000 г., рассчитанная по паритету покупательной способности рубля (т у.т./тыс. дол.)

Экологи бьют тревогу по поводу расточительного расходова­ния нефти, газа и угля, призывают общество к экономии энергии. Оснований для этого немало. Элементарные расчеты показывают, что эффективность или КПД процессов при расходовании орга­нического топлива, а также электрической и тепловой энергии в разных устройствах лежит в пределах 5-20 %. Остальная же часть энергоресурсов растрачивается бесполезно. К тому же с немалым ущербом для природы и окружающей среды. Например, в осветительной сети страны применяется ныне свыше 2 млрд штук электроламп с вольфрамовой нитью, которые расходуют еже­годно свыше 50 млрд кВт·ч электроэнергии. Указанные лампы, действующие чуть ли не с конца XIX-го века, имеют очень низ­кий энергетический КПД - 8-12 %. Это означает, что только десятая часть электричества, «поедаемого» лампочкой, переходит в световую энергию, остальные же 9/10 превращаются в тепло (по эквиваленту 1 кВт·ч = 860 ккал). Таким образом, ежегодно порядка 40 млрд кВт·ч электричества греет атмосферу планеты. На производство и доставку 1 кВт·ч до лампочки расходуется порядка 300 граммов мазута (или соответствующее количество газа, угля и др.). Следовательно, свыше 12 млн тонн топлива (в нефтяном эквиваленте) теряется бесполезно. Стоимость такого количества топлива по нынешним меркам 1,2 млрд долларов. В мире давно уже отказались от таких ламп. Новые типы светиль­ников имеют КПД от 30 до 50 %.

Пример второй. Россия - страна морозов, снегов и долгих зим. Треть всего сжигаемого топлива (300 млн т у.т.) расходуется на цели отопления и горячего водоснабжения. Известно, что на­иболее эффективным способом получения электричества и тепла является их совместное производство на базе теплофикационных турбоагрегатов. Тогда затраты топлива (против раздельного про­изводства) на 1 кВт·ч снижаются с 350-400 до 160-200 граммов, а на 1 Гкал с 200-230 кг до 145-155 кг. Реально подобным спосо­бом пользуются лишь не более 100 крупных городов страны, где проживает около 30 % населения. Да и в этих городах, где име­ются теплоэлектроцентрали, не все районы к ним подключены. И уже вовсе отсутствуют ТЭЦ во всех средних и малых городах, райцентрах, больших населенных пунктах. Там электричество получают из общей сети, а теплом обходятся кто как сможет: от «буржуек» и «козлов», до небольших и очень несовершенных котельных. Общие потери от такого энергоснабжения составляют ежегодно, по меньшей мере, 100 млн т у.т. (стоимостью 8-10 мл­рд долларов). Такова цена недопонимания и недоиспользова­ния выгодных энерготехнологий. Вопросы комбинированного энергопроизводства в деталях были разработаны ВТИ (Всесо­юзным — теперь Всероссийским Теплотехническим институтом) еще в 30-е годы. Не случайно, именно в тот период почти все ТЭС сооружались с учетом возможностей теплофикации. Под такую технологию создавалось энергетическое машиностроение. Однако, захлестнувшая общество энергогигантомания, отбросила комбинированную теплоэнергетику, позволив небольшим горо­дам и поселкам самостийно обустраивать свои тепловые нужды. За несколько десятилетий бездействия в этой сфере свернутым оказался соответствующий потенциал энергомашзаводов. Ничего нового взамен за это время не создано. В настоящее время, когда экономика освободилась от централизованного планирования и диктата, когда каждый производитель энергии и потребитель вправе самостоятельно определять энергетическую политику, настало время дерзать, прежде всего, именно на этом поле. Прав­да, этому сегодня уже препятствует отсталость отечественного машиностроения. При заинтересованности государства данный пробел может быть ликвидирован за 3-5 лет (с вовлечением в эту сферу машиностроителей из оборонного комплекса). Пока на этом поприще мало сдвигов.

Пример третий. Территория России и большинства ее реги­онов покрыта лесами. Ежегодно заготавливаются десятки мил­лионов кубометров древесины. При этом в дело идет в лучшем случае треть полученного сырья. Две трети (порубочные остатки, пни, листва) бросаются в лесу, засоряя его и заражая разными болезнями. Кроме того, миллиарды кубов древесины являются перестойными и сухостоями. Вместе с тем древесина относится к достаточно ценным видам энергетического сырья. Она обла­дает калорийностью на уровне торфа и бурого угля: от 1 500 до 2 200 ккал/кг. Сорок-пятьдесят лет тому назад выпускались дре­весные газогенераторные аппараты, в которых осуществлялась газификация древесины с получением горючего газа. На этом газе работали тысячи грузовых автомашин. На таком газе может работать любая автоматизированная котельная, либо газопорш­невая электростанция. Однако, без возрождения производства газогенераторов и газопоршневых энергоустановок «взять» этот, валяющийся под ногами энергоресурс, нельзя. Но отмахиваться от него до бесконечности также глупо, ибо речь идет о вовлечении в оборот ежегодно не менее 100-150 млн т у.т. дешевого энерго­сырья, добыча и использование которого нисколько не дороже добычи угля и нефти. Тем более, что нефть и уголь помимо полу­чения топлива оставляют после себя ужасающие экологические и социальные последствия. Тут же, наоборот, чем больше добудут и сожгут древесного сырья, тем чище и здоровее станут леса (при условии, конечно, их воспроизводства).

Подобных примеров и способов экономии топливно-энер­гетических ресурсов можно перечислить сотни и тысячи. Они общеизвестны и широко применяются в различных сферах энер­гоиспользования. В вопросах энергосбережения и замещения высококалорийных топлив альтернативными ресурсами РФ от­стала от остального индустриального мира на 40-50 лет. В низ­ком уровне эффективности энергоиспользования кроется одна из главных причин неконкурентоспособности отечественных машин, станков и аппаратов. Их удельная энергоемкость в 3-5 раз выше зарубежных аналогов. Во всех сферах использования топлива и энергии эффективность этих процессов от 3 до 10 раз ниже, чем на подобных установках США, Японии, Германии, Англии, Франции и т.д. Отсюда в целом удельная энергоемкость ВВП России (и каждого российского региона) в несколько (4-6) раз затратнее, чем в любой из индустриальных стран. Неадекват­но велики энергорасходы в нефтедобыче и электроэнергетике, химической и металлургической промышленности, легкой и пи­щевой промышленности, сельском и коммунальном хозяйствах и др. Иначе говоря, если бы удельные энергозатраты в России приблизились к уровню западных стран, то ВВП российской эко­номики можно было бы увеличить в 3-4 раза при нынешнем ко­личестве расходуемых топливно-энергетических ресурсов (ТЭР). Возникает естественный вопрос: если Россия относится все же к индустриальным державам (не равнять же ее с Эфиопией или Гондурасом), в чем же причина столь удручающего отставания в культуре энергоиспользования? Причина во многом кроется все в той же политэкономии, точнее в лжеэкономике, порожденной порочной политикой и безответственными политиканами. Если окинуть взглядом стопы бумаг, исписанных по энергосбереже­нию нашими соотечественниками в Москве и во всех провин­циях страны, то получится гора макулатурного топлива, которой хватило бы не на один год работы городской котельной средней мощности. Прок же от бумаг тех нулевой, равно как и ответс­твенность за это.

Из всего этого можно сделать вывод, что страна и ее доблес­тные лидеры в общем-то понимают проблему борьбы с энерго­расточительством. С другой стороны, проблему эту невозможно решить совещаниями, прокламациями, обращениями и бизнес-проектами. Для осуществления любой задумки нужно, как мини­мум, убедиться, что игра стоит свеч. А вот тут-то все и не полу­чается. Каждый раз затраты на энергосберегающее мероприятие оказываются много дороже самой экономии, т.е. нет быстрой окупаемости. Главная причина заключается в дешевизне самих энергоресурсов. Не вдаваясь в историю, признаем, что в нашей стране топливо и энергия всегда имели не рыночную, а сугубо символическую цену. Если 1 т у.т. в мире стоит 100-150 долларов, а 1 кВт·ч электроэнергии 8-15 центов, то в регионах РФ за 1 т у. т. платят лишь 10-20 долларов, а за 1 кВт·ч от 1 до 3 центов или соответственно в 8-10 раз меньше.

Учитывая, что экономика РФ реформируется в рыночном направлении и, что цены на энергоносители рано или поздно на внутреннем и внешнем рынках должны сравняться, для на­чала госорганам следует разработать и принять методику рас­чета экономического эффекта от энергосбережения, исходя из среднемировых стоимостных эквивалентов (например, 1 т у. т. = 100 долларам, 1 кВт·ч = 10 центам, 1 Гкал = 20 долларам). Во-вторых, в методиках расчетов необходимо учитывать не только энергетическую составляющую, но и другие факторы (повышение безопасности, улучшение экологических условий, создание новых рабочих мест, снижение материалоемкости энергомощностей и т.д.). Кроме того, необходимо совершенствовать законодательную базу по стимулированию развития энергосберегающих техно­логий. В частности, следует поощрять кредитование банками, предприятиями и частными лицами инвестиций на подобные проекты, заимствуя накопленный опыт США и других зарубеж­ных стран. Нуждаются в экономических поощрениях и сами предприятия и частные лица, снижающие энергопотребление против достигнутого уровня за счет элементарного упорядочения учета и рационального расходования энергоресурсов. Важнейшим конструктивным шагом может стать разработка и утверждение правительственными органами перечня машин, аппаратов, при­боров и средств автоматики для сферы энергосбережения, под­лежащих освоению на предприятиях страны в ближайшие годы на основе поощрительных мер и условий.

Наконец, должен быть создан постоянный источник поступ­ления инвестиционных средств на эти цели. Поступление это должно быть беспрерывным, как восход и закат солнца. И распо­ряжаться этими ресурсами должны не госорганы, а независимые структуры на коллегиальной основе с прозрачностью и подотчет­ностью перед общественностью. Таким инвестиционным источ­ником могла бы стать, например, часть энерготарифа (на топли­во, электрическую и тепловую энергию). Для этого достаточно установить долю отчисления на цели энергосбережения (скажем, 2-3 %) с накоплением их на специальных счетах тех структур, на которые будут возложены функции энергосбережения.

Только после принятия решений по этим вопросам сбере­жение электрической и тепловой энергии, а также топливных ресурсов (угля, газа, нефтепродуктов) может в прорывном режиме двинуться во все сферы энергоиспользования. Общество в целом уже давно ждет конструктивных шагов в этом направлении, вмес­то груды никчемных бумаг и благих намерений.

Классическим образцом документа неэффективного свойс­тва может служить закон РФ «Об энергосбережении», принятый Госдумой еще весной 1996 года. До сегодняшнего дня полезных шагов по его исполнению не сделано. Если, конечно, полезным не считать тиражирование бесчисленного множества таких же непродуктивных сочинений в центре и в регионах.

Обобщая опыт энергосбережения в зарубежной практике, где данная сфера деятельности расценивается не менее приоритетно, чем производство самих энергоресурсов, следует отметить вну­шительные достижения. Например, в Японии за два десятилетия при удвоении объема ВВП, увеличения расхода энергетических ресурсов не произошло, т.е. снижена энергоемкость единицы ВВП в два раза. Подобные факты можно привести по любому из индустриальных государств западного мира. В нашей же стране, к сожалению, за последние десять лет энергоемкость ВВП, на­оборот, возросла почти в 2 раза. По этому показателю экономика РФ занимает одно из худших мест в мире. Объективно причины столь неразумного отношения общества к энергоресурсам, как уже сказано, вполне очевидны. Кроме того, выражаются они еще в следующих обстоятельствах:

1. Избыточная обеспеченность страны всеми видами топлива (нефтью, газом, углем);

2. Низкие цены на топливо и энергию в ряде регионов по сравнению со средними по стране;

3. Отсутствие индивидуальной заинтересованности товаропро­изводителей и отдельных граждан в экономии ТЭР;

4. Хроническое отставание отечественной промышленности (прежде всего гражданского машиностроения) от нужд энерго­производства и энергосбережения;

5. Отсутствие эффективной государственной политики и за­конодательной базы в области топливоиспользования и энерго­сбережения;

6. Пренебрежение позитивным опытом индустриальных стран мира в сфере энергопотребления и энергосбережения;

7. Невостребованность уникальных достижений отечествен­ных специалистов и изобретателей в сфере топливо- и энергос­бережения;

8. Отставание фундаментальных исследований и конструктор­ских разработок в области рационального топливоиспользования и энергосбережения.

Для иллюстрации зарубежного опыта в деле эффективной политики энергосбережения можно привести перечень действу­ющих федеральных законов в США:

• Закон об энергетической политике и энергосбережении, 1975 г.;

• Закон об энергосбережении в производстве, 1976 г.;

• Закон о ресурсосбережении и восстановлении, 1976 г.;

• Закон о политике регулирования энергосистем, 1977 г.;

• Закон об энергетических налогах, 1978 г.;

• Национальный закон о политике энергосбережения, 1978 г.;

• Закон об использовании топлива электростанциями и про­мышленностью, 1978 г.;

• Закон о развитии промышленности по производству возоб­новляемых источников энергии, 1983 г.;

• Закон о реформе услуг по энергосбережению, 1986 г.;

• Закон о стандартах энергетической эффективности на элек­тробытовые приборы, 1987 г.;

• Закон об энергосбережении в сталелитейной и алюминиевой промышленности, 1988 г.;

• Закон о конкурентоспособности возобновляемых источни­ков энергии и энергоэффективных технологий, 1989 г.;

• Закон о совершенствовании программ энергоэффективнос­ти штатов, 1990 г.;

• Закон о выработке солнечной, ветровой, геотермальной энергии и переработке вторичных энергоресурсов, 1990 г.;

• Закон о национальной энергетической политике, 1992 г.

Данный (еще не полный) перечень характеризует степень об­щественного и государственного отношения к проблемам энерго­использования и энергосбережения. Поскольку у нас практичес­ки отсутствует деятельность по энергосбережению, то возникает вопрос: а может и не следует нам, россиянам, этим заниматься, может быть, сие дело касается сугубо малотопливных или бес­топливных стран? Отнюдь, такое суждение было бы не столько ошибочным, сколько разорительным для всего общества, т.к. цены на топливо и энерготарифы неудержимо растут и будут расти впредь.

Большинство стран мира вопросы топливо- и энергосбе­режения возвели в ранг национальной политики не только из меркантильных соображений. Острота, глобальность и глубина энергетических проблем пронизывают практически все грани жизни современного мира. Тут круто замешаны в единый ком и политические взаимоотношения (между странами-производи­телями и потребителями энергоносителей), и конкурентоспо­собность национальных товаров на мировых рынках, и трудовая занятость населения, и уровень жизни людей, и состояние окру­жающей среды, и истощение ископаемого сырья, и еще много других больных вопросов.

Сказать, что они нас не касаются вовсе или касаются меньше других, значит прослыть примитивным снобом, которому безраз­лично будущее собственных детей и внуков. Природу и жизнь обманывать долго невозможно. Понятно, что пока Россия не станет такой же, как остальные страны мира, ждать процветания и достойного уровня жизни россиянам не приходится.

Сжигая органическое топливо в фантастических масштабах, планета обрекает себя на большие проблемы. Во избежание ка­тастрофических последствий мировое сообщество периодичес­ки созывает международные форумы. На них вырабатывают со­гласованные программы совместных действий. В частности, на Киотской конференции 1997 года принято решение (Киотский протокол), обязывающее 35 стран снизить выбросы парнико­вых газов к 2008-2012 гг. против 1990 года в следующих размерах: Австрия, Бельгия, Великобритания, Венгрия, Германия, Греция, Ирландия, Испания, Италия, Латвия, Литва, Нидерланды, Пор­тугалия, Румыния, Словения, Финляндия, Чехия, Швейцария, Швеция и Эстония - на 8 %, США - 7 %, Япония, Болгария, Канада, Польша — 6 %. России сохранили на 2012 год уровень 1990 года, что составляет 540 млн тонн углерода. Если учесть, что в 2000 году выбросы составили лишь 410 млн тонн, то Рос­сия имеет определенный резерв по выбросам. Однако следует признать, что никаких заслуг государства в том нет. Наоборот. Это просто результат экономического и энергетического спада, постигшего страну в результате бездарных реформ. В бытность советской власти подобных выбросов в России было на треть больше. В ближайшие годы по мере подъема экономики проблема выбросов в нашей стране может возникнуть с новой силой. Без серьезных действий в области энергосбережения обойтись никак не удастся.

Мировой опыт активных действий в сфере энергосбереже­ния подсказывает, что работа эта многопрофильна и всеохватна. Нет ни одного вида деятельности человека, где можно было бы обойтись без расходования энергоресурсов. С другой стороны, там, где расходуются они, имеется немало способов оптимизации энергетических затрат. Работы по энергосбережению ведутся в следующих направлениях и поднаправлениях.

А. Экономия первичных ТЭР: нефти, нефтепродуктов, газа, угля, кокса, электрической и тепловой энергии за счет:

1. Повышения КПД топливопотребляющих машин: котельных агрегатов, газовых турбин, двигателей внутреннего сгорания, топ­ливоперерабатывающих установок (нефтепереработка, получение кокса и т.д.), бытовых обогревателей и кухонных устройств и т.д.

2. Рационализации использования электроэнергии и тепловой энергии во всех видах производств, социальных сферах и в быту путем:

• повышения КПД осветительных ламп;

• снижения пусковых токов и токов холостого хода на элект­родвигателях и трансформаторах;

• снижения потерь при передаче энергии в электрических и тепловых сетях;

• автоматического прекращения расходования энергии без надобности: в дневное время, в безлюдных помещениях, при нормальном температурном режиме и т.д.

3. Замещения энергозатратных технологий на новые, менее энергоемкие. Подобный опыт имеется в каждой отрасли про­мышленности, на транспорте, в строительстве, сельхозпроиз­водстве и даже в быту.

Б. Совершенствование и автоматизация систем учета расхо­дования ТЭР, в т.ч.:

1. Первичного топлива: нефти, нефтепродуктов, газа, угля, кокса и др.;

2. Электрической энергии (дифференцированно по времени суток);

3. Тепловой энергии (с устройствами регулирования тепло-потребления);

4. Горячей и холодной воды.

В. Освоение возобновляемых энергоресурсов, в т.ч.: 1. Гидроэнергетики: ГЭС, ГАЭС, приливных ГЭС, малых и микроГЭС;

2. Ветроэнергетики: ветроэлектростанций, ветротеплогенера­торов, ветромельниц, ветронасосов и др.;

3. Солнечной энергетики: фотобатареи, гелиоконцентраторы, тепловые коллекторы и др.

Г. Освоение биоэнергетики, в т.ч.:

1. Биореакторов по утилизации биомасс: отходов пищевой промышленности, агрокомплекса, бытовых отходов и т.д. с по­лучением бытового газа и биоудобрений;

2. Газогенераторов по переработке растительных ресурсов: древесины, кустарников, камыша и др. с получением моторного и бытового газа, а также древесного угля и древесной золы.

Д. Освоение вторичных энергоресурсов (ВЭР) за счет:

1. Утилизации высокотемпературных сред промышленных предприятий (воды, газов, воздуха, продукции) путем примене­ния котлов-утилизаторов и других установок;

2. Утилизации низкотемпературных сред промышленных и коммунальных предприятий (обратный поток сетевой воды, вентиляционные вытяжки и др.) путем применения тепловых насосов;

3. Сбор и утилизация горючих газов на нефтепромыслах, не­фтеперерабатывающих, химических, деревообрабатывающих и других производствах.

Е. Утилизация глубинного тепла земли, геотермальной энер­гии для нужд теплофикации и генерации электроэнергии.

Ж. Другие способы энергосбережения, в т.ч.:

1. Освоение сжигания растительных масел и спиртов;

2. Освоение водородной энергетики;

3. Дальнейшее развитие ядерной энергетики (при гарантии безопасности).

Приведенный перечень является выборочным и, конечно, не охватывает всего разнообразия интересных и полезных дел в энергосбережении. Развитие в стране и в регионах нефор­мального подхода к данной проблеме может наряду с прямым эффектом дать ряд побочных или сопутствующих. В их числе, например, такой, как огромная загрузка машиностроительных заводов, строительномонтажных и наладочных организаций, пе­реживающих беспрецедентный спад. Практически необъятное поле деятельности открывается для предприятий малого бизнеса. Они могут функционировать на всех участках энергосбережения: проектирование, изготовление оборудования и оснастки, монтаж, наладка, эксплуатация собственных энергоисточников. Дело за исполнителями, пожалуй, не станет. Созрело бы государство, а с ним и все наше общество, за которыми веское слово. Дать людям, во-первых, вменяемое законодательство по энергосбережению, во-вторых, выпустить методику расчета эффективности (с учетом мировых цен на ТЭР), и, в-третьих, определить стимулы для тех, кто хочет и может работать в этой важнейшей для всего обще­ства сфере (кредитные, сбытовые, нормативно-бухгалтерские, поощрительные и др.).

Ничего придумывать в проблемах энергосбережения не требу­ется. Нужно только изучить многолетний и очень эффективный опыт США, Германии, Японии и других стран мира не только не столько по вопросам техники, сколько по вопросам правовым, кредитным, инвестиционным, поощрительным. Исходя из этого, предложить обществу пакет из нескольких ключевых законов и постановлений по широкому наступлению на бездарное транжи­рование ТЭР во всех сферах жизни и деятельности России.

В табл. 10.2 показан разброс в энергоемкости отдельных про­изводственных отраслей. Наибольшие резервы снижения энерго­потребления в энергетике, металлургии, химии, промышленности стройматериалов.

В наступившем XXI веке проблема энергообеспечения будет одной из самых острых и трудноодолимых как для всех регионов России, так и во всем мире. Причин тому, по меньшей мере, три: исчерпание запасов нефти, газа и угля; нарастающее ухудшение экологии планеты, в том числе по вине энергетиков; безудержное удорожание энергоресурсов. В этой связи вопросами энергосбе­режения придется заниматься по полной программе.

Таблица 10.2

Доля основных отраслей промышленности России в суммарном объеме производства и их относительная удельнаяэнергоемкость (2002 г.)

* Без транспорта электроэнергии и газа

** Оценка