За останні пару років термін "енергоефективність" став модним рекламним слівцем, яке дедалі частіше миготить у рекламних роликах, назвах продуктів і компаній. І це сумно, адже замість вирішення проблеми відбувається її стрімке забалакування. З хороших новин - за останнє десятиліття послідовно жорсткішали нормативні вимоги до опору теплопередачі для огороджувальних конструкцій будинків. Але це лише часткове вирішення проблеми і лише для нових споруджуваних будинків. З'явились і поступово зростають потужності альтернативних та відновлюваних джерел енергії, але їхня частка в загальному обсязі споживання поки що досить мала. Інших хороших новин на цю тему практично немає. А життя змушує ставати енергоефективними…
З боку держави цим питанням займається Державне агентство з енергоефективності та енергозбереження. Чудовим прикладом діяльності держави на цьому терені була знаменита заява нині вже екс-прем'єра: п. Яценюк закликав підприємства України переходити на опалення електрикою. Не минуло й
10 днів, ще не встигли опуститися здивовано підняті вгору брови фахівців, як по всій країні на підприємства масово почали приходити представники електричних мереж з приписами скоротити споживання електроенергії вдвічі. Причому навіть не в години пікового споживання електроенергії, а цілодобово. І тільки загроза зупинки підприємств і масових звільнень відбила випад енергетиків.
Крім державних чиновників питаннями енергоефективності займаються і кілька десятків громадських асоціацій та спілок. До цього біляенергетичного клубу входять як окремі фахівці, так і профільні енергосервісні компанії. Серед членів асоціацій і комітетів нескладно виявити основні компанії країни, які генерують і продають енергію. Це ще не "Бджоли проти меду", але майже "Наркодилери за помірне споживання наркотиків".
Натомість не помітно в цьому товаристві кінцевих споживачів енергоносіїв - власників, керівників і головних інженерів промислових підприємств. Тобто продавців і регуляторів ми бачимо, а самі покупці, які оплачують усю цю розкіш, десь загубилися.
Але ця, здавалося б, нелогічна ситуація має цілком об'єктивні причини. Як показує практика, більшість керівників підприємств, з якими мені доводилося зустрічатися, будучи чудовими фахівцями кожен у своїй галузі, не мають системного розуміння проблематики ефективного енергоспоживання й недооцінюють масштаб економічних втрат через низьку енергоефективність підприємств або орієнтуються на поширені шаблонні рішення. І, відповідно, не приділяють достатньої уваги цьому питанню.
Ключ до проблеми
Причини надлишкового споживання енергоносіїв у промисловості та житлово-комунальному господарстві спільні. Обидві галузі проектували й будували в рамках уже застарілих принципів надлишкової централізації та безнадійно застарілих на сьогодні нормативів, які, в свою чергу, формувалися в епоху товарного дефіциту, але дешевих енергоносіїв. Так, наприклад, якщо 30-50 років тому прийнятним вважався тепловий опір зовнішньої стіни будинку товщиною 30/40 см бетону/цегли, то сучасні норми оперують показниками, еквівалентними більш ніж чотириразовій товщині такої стіни.
Відповідно, далі ми з прикрістю дізнаємося, що навіть у сусідній Польщі споживання енергоносіїв на одиницю продукції в середньому втричі менше нашого і розуміємо, що, очевидно, необхідно щось терміново робити.
Почнемо з розгляду питань проведення енергоаудиту та розробки енергоефективних заходів (ЕЕЗ). У питаннях енергоаудиту та ЕЕЗ на сьогодні немає єдиних стандартів і правил. Розуміння необхідного набору дій коливається в діапазоні від "давайте подивимося на наш будинок у тепловізор" і "давайте поміняємо наш котел на твердопаливний" до часткового або повного переходу на електричне опалення та впровадження складних систем електронного контролю й управління витратою енергоносіїв. Усі ці рішення самі по собі не є ані безумовно поганими, ані безумовно хорошими, але в будь-якому разі вимагають попереднього ретельного аналізу і комплексу як інженерних, так і економічних розрахунків.
І це, на мій погляд, є ключовою проблемою.
Більшості керівників підприємств, з якими доводилося спілкуватися, вирішення завдань підвищення енергоефективності вбачається в ключі концепції відомої казки "Червона шапочка", де всі накопичувані в міру розвитку сюжету проблеми головних героїв (за винятком поганого вовка) можуть бути вдало вирішені одним влучним ударом сокири кваліфікованих дроворубів, які зайшли на шум.
Проте реальність вирішення таких завдань лежить, швидше, в площині фабули казки "Троє поросят", де успішне вирішення виниклих завдань і проблем опирається на кваліфікацію, системний підхід, завзятість і передбачливість Нуф-Нуфа.
Давайте розглянемо основні кроки й помилки, які підстерігають на цьому шляху.
Усвідомити ситуацію
Уявімо собі стандартне пострадянське підприємство. Набір типових промислових цехів і адміністративних будівель, побудованих до 1991 р. Додаємо до цього більш ніж 30-річне зношення як самих будівель (покрівля "затікає", старе скло, обдертий фасад), так і зношення інженерних мереж. Старі котельні й теплотраси, які втратили більшу частину теплоізоляції, латані паропроводи. Ледь живі або вже демонтовані системи вентиляції. До цього додамо кількаразову зміну власників, дроблення цілісних комплексів на окремі незалежні цехи-підприємства, зміну профілю виробництв на нові з абсолютно іншими потребами та характеристиками. Уся вихідна проектна документація частково або повністю втрачена. Плюс за останні 20 років, як правило, хтось щось переробляв і не залишив після себе жодних документальних слідів, так би мовити, "госпспособом". Підсумок очевидний - близька до критичної зношеність будівель та інженерних мереж, розбалансовані інженерні мережі з наростаючими втратами при експлуатації.
Беремо також до уваги, що служби експлуатації, не маючи вузькофахових проектантів-розробників, втручались реконструкціями в роботу тих чи інших інженерних систем, навіть не усвідомлюючи всіх наслідків своїх рішень. Тим більше про це не поінформоване вище керівництво. Погіршується ситуація й тим, що фінансування виділяється тільки коли щось уже зламалося.
Найчастіше навіть при реконструкції такі підприємства підбирають і закуповують вже вживанні верстати чи обладнання, демонтовані з "рідних" виробничих ліній десь у Європі або Китаї. Їх намагаються зістикувати з іншим виробничим обладнанням "на місці". Але така практика часто призводить до розбалансування роботи інженерних систем підприємства.
Приклад 1
При монтажі силами власних служб не зовсім коректно підібраної системи аспірації (видалення тирси) в цеху деревообробного підприємства було виконано її модернізацію та переналагодження, в результаті якого не вдалося домогтися повного очищення потоку повітря від тирси. Систему вдалося запустити тільки в "літньому" режимі, тобто очищене повітря в цех не поверталося (на відміну від "зимового" режиму роботи, коли очищене повітря повертається в цех). У результаті роботи системи аспірації взимку в літньому режимі склалася така ситуація. Усе опалення цехів і будівель даного підприємства (включаючи камери сушіння деревини) забезпечувалося трьома котлами сумарною тепловою потужністю 3,4 Мвт, а одна некоректно працююча система аспірації, яка не повертала взимку нагріте повітря в приміщення цеху, викидала на вулицю тепло в кількості, еквівалентній роботі додаткового котла потужністю 1,2 Мвт (або самоскид дров кожного морозного дня).
Переналагодження роботи системи аспірації і переведення її взимку в правильний режим роботи дозволило підприємству скоротити витрати тирси у твердопаливних котлах на третину.
Звести баланс
Ухвалення несистемних імпульсних рішень, які начебто лежать на поверхні або перебувають у руслі наявних трендів "громадської думки", найчастіше виявляється далеко не найвдалішим і ефективним варіантом інвестицій.
Приклад 2
При реконструкції великого АТП одним із пріоритетних кроків було визначено заміну чотирьох стареньких водогрійних котлів НІІСТУ-5 у котельні підприємства на аналогічні за потужністю нові й сучасні. Бюджет заходу - понад 100 тис. дол. При цьому продавці спритно оперували цифрами, декларуючи ККД нових котлів не менш 94% проти 72% у старих, забуваючи при цьому уточнити, що йдеться про ККД при роботі на твердому паливі, а при роботі на природному газі (що мало місце бути) їх ККД становить терпимі 86%.
Договір уже майже підписали, однак власників підприємства вдалося переконати почекати з рішенням, звернувши їхню увагу на такі моменти.
По-перше, котельня є частиною єдиної системи теплопостачання, що складається з розкиданих по території АТП десятка досить занедбаних на той момент будівель (радянської побудови, починаючи з
60-х) і зношених протяжних теплотрас (з протіканнями, муфтами, неробочими засувками та пошкодженою теплоізоляцією). Починати реконструкцію цієї системи з простої заміни джерела тепла (нехай навіть на найефективнішу) було б помилковим рішенням, тому що вся його сила пішла б здебільшого на обігрів прилеглого до будівель і теплотрас атмосферного повітря.
По-друге, потужність котельні проектувалася не тільки з урахуванням опалення цехів, а й з розрахунками на технологію, в тому числі - на підігрів узимку гарячою водою двигунів старих МАЗів. На момент початку реконструкції замість МАЗів підприємство вже використовувало імпортні сідельні тягачі, які не потребували такої екзотичної опції. Також реконструкція передбачала утеплення будівель підприємства. Відповідно, загальна потреба в тепловій потужності котлів явно потребувала перерахунку й коригування.
У підсумку замовили новий тепловий розрахунок для всього комплексу будівель і техніко-економічне обґрунтування для вибору з можливих варіантів організації системи теплопостачання підприємства. Розрахунки показали, що ефективніше виконати децентралізацію системи опалення, розбивши будівлі на кілька груп з окремими невеликими джерелами тепла (топковими), що й було реалізовано. Котли НІІСТУ-5 продовжили свою роботу, опалюючи кілька найближчих до котельні цехів до повного завершення реконструкції комплексу.
Це одна з найпоширеніших для промислових підприємств помилок - спроба вирішити всі проблеми за рахунок модернізації генеруючих джерел (активної частини енергобалансу підприємства) без попереднього аналізу та максимального скорочення пасивної частини балансу: утеплення будівель, модернізації роботи систем опалення та вентиляції, зниження споживання електроенергії тощо.
Тому вкрай важливо, беручись до розробки будь-якого набору ЕЕЗ, скласти загальний енергетичний баланс підприємства (ЗЕБП). Для цього обстежити:
- наявні (доступні) зовнішні джерела електрики й тепла;
- усі наявні внутрішні джерела генерації тепла (гарячої води, пари), електрики;
- усі наявні внутрішні джерела генерації холоду (як окрема опція, яка, однак, тісно пов'язана із загальним енергетичним балансом);
- стан і виконати теплові розрахунки для всіх будівель підприємства;
- стан і визначити втрати для зовнішніх інженерних мереж на території підприємства;
- стан і визначити технічні характеристики внутрішніх інженерних мереж для всіх будівель підприємства.
Наявність ЗЕБП підприємства дозволяє охопити всю ситуацію з отриманням і витратою енергоносіїв на підприємстві в цілому і дозволяє виявити найочевидніші помилки та проблеми. Лише після складання й аналізу повного енергетичного балансу підприємства переходять до розробки набору ЕЕЗ.
Прорахунок варіантів
Основна помилка на цьому етапі - ухвалення шаблонних рішень, які не спираються на інженерні та економічні розрахунки. Алгоритм простий.
Перший крок - складання переліку всіх можливих ЕЕЗ. Попередній докладний аналіз складеного раніше ЗЕБП буде серйозною підмогою в цій роботі, тому що дозволить помітити місця найбільш нераціонального використання енергоносіїв.
При цьому важливо, щоб залучені фахівці працювали в тісному контакті з головним інженером і головним технологом підприємства, оскільки необхідно, щоб ці фахівці якомога детальніше вникли в нюанси технології виробництва обстежуваного підприємства.
Другий крок - розрахунок ефективності кожного ЕЕЗ, вираженої у ватах і гривнях, складання кошторисів на виконання кожного ЕЕЗ і розрахунок підсумкової економічної ефективності (терміну окупності) кожного планованого енергоефективного заходу.
Досвід показує, що навіть кваліфіковані фахівці при детальному візуальному обстеженні підприємства не завжди можуть точно визначити серед виявленого набору проблемні місця, що завдають великого збитку підприємству, усунення яких забезпечить максимальний економічний ефект. Тому всі припущення необхідно перевіряти розрахунками.
Результатом роботи на даному етапі має стати перелік запропонованих ЕЕЗ, бажано оформлений у вигляді таблиці, де біля кожної позиції зазначено ефективність у ватах, економію в грошовому вираженні, кошторисну вартість впровадження та термін окупності.
Також бажано прописати логічні взаємозв'язки між різними ЕЕЗ і сформувати їх у вигляді кількох запропонованих на вибір наборів для подальшого обговорення та реалізації - залежно, наприклад, від поточних фінансових можливостей підприємства. Так, заміна традиційного конвективного опалення цеху на дорожче променисте дозволить не тільки вдвічі скоротити необхідну для опалення кількість тепла, а й заощадити на роботах з утеплення фасаду, яке в цьому випадку не буде настільки критичне, як при опаленні цеху регістрами (радіаторами). Відповідно, ці заходи, найшвидше, опиняться в різних наборах ЕЕЗ.
Хибні очікування
На цьому етапі керівники підприємств зазвичай зіштовхуються з невідповідністю своїх очікувань цифрам, які вони побачать у отриманому звіті.
Найчастіше традиційні очікування від впровадження ЕЕЗ укладаються в обнадійливу формулу простих і швидких результатів на кшталт "Смикни за мотузку - двері й відчиняться!". Реальні ж розрахунки готують до кропіткої роботи та довгострокових інвестицій. А якщо раптом розрахунки показали, що малими грошима в короткий термін можна одержати запаморочливий ефект, то, швидше за все, стан справ з раціональним використанням енергоресурсів на підприємстві більш ніж жалюгідний.
Безумовно, можна та потрібно застосовувати на підприємстві найпростіші адміністративні ЕЕЗ: повісити термометри в ключових точках і відрегулювати температуру в приміщеннях на нижній припустимій межі в робочий час; у ручному режимі переводити опалення в черговий режим за півгодини до кінця робочого дня та повертати його в нормальний режим за годину до початку роботи. Також за можливістю відключати вентиляцію, поставити доводчики на дверях, вчасно гасити світло тощо.
Впровадження відповідної культури експлуатації будинків та інженерних систем дає свій позитивний ефект, але ресурс таких заходів не можна порівняити з економічними результатами комплексних ЕЕЗ, які можуть сягати 70%, наприклад, для систем опалення та освітлення.
Навіть строк окупності заміни звичного люмінесцентного освітлення на сучасне світлодіодне часто викликає розчарування в керівників підприємств, хоча він рідко перевищує три роки. Що вже казати про утеплення фасадів, термін окупності якого, як правило, перевищує 10 років.
Понад те, розрахунки традиційно показують, що якщо в цеху є, наприклад, нехай старенька та не найефективніша система опалення, яка нормально працює, то термін окупності її заміни на нову (навіть відчутно економічнішу) може становити 8-12 років. Інша річ, якщо обстеження виявить серйозні проблеми в її роботі та необхідність реконструкції.
Резюме - приступаючи до розробки програми ЕЕЗ, готуйтеся до кропіткої роботи та довгострокових зважених програм. І навіть якщо строки окупності виглядають дуже песимістично, це ще не вирок.
Родзинки та бонуси
При розгляді й аналізі програм ЕЕЗ та ухваленні рішення про їх впровадження необхідно також взяти до уваги сумарний комплексний ефект від ЕЕЗ - він може виявитися набагато цікавішим, ніж окупність одного окремо взятого енергоефективного заходу як такого.
Приклад 3
Підприємство з вирощування печериць використовує для забезпечення оптимальної температури повітря у виробничих боксах зовнішні охолоджуючі машини (чилери). При опрацюванні можливих ЕЕЗ розрахунки показали, що заміна зношеного утеплювача зовнішніх холодопроводів (попри їхню велику довжину) дасть економію за рахунок зниження тепловтрат при транспортуванні холодоагенту не більш як 3%. Виходячи з вартості якісного каучукового утеплювача та робіт із налаштування захисної окожушки період окупності даного ЕЕЗ становитиме до двох десятків років та, мабуть, сам по собі такий енергоефективний захід слід було б визнати недоцільним.
Однак температура в камерах вирощування печериць не має перевищувати +17°С, оскільки перевищення цієї межі навіть на півградуса призводить до відчутного падіння врожаю. Для обстежуваного підприємства така ситуація виникає в період літніх температурних піків, особливо в серпні, коли наявної потужності чилерів не вистачає для компенсації надлишкових теплопостачань. Сумарний обсяг недоотриманої вигоди становить у такі місяці до кількох сотень тисяч гривень. І хоча заміна теплоізоляції холодопроводів не окупається в недалекій перспективі сама по собі, але виграні додаткові 3% виробленого холоду перекриють ці температурні піки, то сумарна окупність для розглянутого (здавалося б, безнадійного) ЕЕЗ опиниться в межах двох-трьох років.
Пошук таких пов'язаних між собою ефектів є одним з найбільш цікавих і перспективних завдань при розробці та розрахунку програм енергоефективних заходів.
Не повторювати чужих помилок
Не існує універсальних рішень. У одному випадку це будуть теплові насоси, в іншому - променисте опалення, в третьому - твердопаливні котли, в четвертому - переналагодження інженерних систем та утилізація технологічного тепла, в п'ятому - утеплення будинку.
Якщо ви щасливий власник деревообробного виробництва, і у вас завжди є якісна суха деревна стружка (попередньо висушена в спеціальних сушильних камерах), яка відразу з-під фрези пневмопроводами системи аспірації надходить прямо в сухий стаціонарний бункер, а звідти шнеком у міру необхідності завантажується прямо в топку котла, то у вас практично немає економічно виправданої альтернативи такому опаленню. Такий спосіб опалення виявиться приблизно в шість разів дешевшим за роботу газового котла. Теплотворна здатність деревини (целюлози) не залежить від породи самої деревини, не залежить від того, тирса це, пелети чи просто дрова. Теплотворна здатність деревини визначається її вологістю.
Та якщо ви бездумно закупите твердопаливний котел, а ваше виробництво розміщене не в лісистій Житомирщині, а в степовій Херсонщині, то вас, найшвидше, чекатиме розчарування. Пелети, які ви застосуєте (тому що на відміну від тирси їх зручно перевозити транспортом), коштують у 3-
5 разів дорожче тирси, хоча й мають таку саму теплотворну здатність. Плюс (у міру популяризації твердопаливних котлів) на пелети зростає попит, плюс (як на зло!) ціна на них зростає в опалювальний сезон. Плюс великий бункер, транспортне плече, кран для розвантаження біг-бегів…
Підсумок - вартість нового опалення, на яке покладали стільки надій, впритул наблизилася до вартості газового опалення. Питання строків окупності заміни котельного обладнання відкладається на невизначений період. А якщо глобальні світові процеси несподівано приведуть до подальшого зниження ціни на природний газ, то нова система опалення виявиться дорожчою за ту, від якої нещодавно відмовилися.
Немає непорушних технологій на всі часи. Те, що було дивовижним і дорогим вчора, буде повсякденним завтра. Пам'ятайте це, ухвалюючи рішення щодо модернізації підприємств. Постарайтеся не повторювати типових помилок і пасток шаблонних рішень.