Энергосбережение в строительстве. 2

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное общеобразовательное учреждение высшего  профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра экономики

Доклад по экономике на тему:

«Энергосбережение в строительстве»

                                                                          Выполнил: студент 2-го курса

                                                                                 группы С11-5 Раховецкий Г.А.

                                                                 Проверила: к.э.н., доцент

                                               Антонова И.В.

Тюмень 2013

Содержание

1. Введение……………………………………………………………………………..3
2. Возможные меры по наиболее эффективному использованию традиционных ресурсов. …………………………………………………………………………….4
3. Альтернативные источники энергии в строительстве…………………………....8
4. Заключение. …………………………………………………………………………11
5. Список изученной литературы. ……………………………………………………12
6. Приложение Ӏ………………………………………………………………………..13

Ведение.

  В настоящее время  в России значительное внимание  уделяется теме энергосбережения при строительстве жилых зданий, разработаны программы энергосбережения, в которых представлены, новые технологии и меры по увеличению энергоэфективности строительства, а также улучшение уже возведенных объектов путем их реконструкции. Необходимость данных мер обусловлена многими факторами, основной из них: истощающиеся энергоресурсы, следовательно и увеличение тарифов на вырабатываемую электро-теплоэнергию. Во вторых ухудшающаяся экологическая обстановка, особенно рядом с крупными городами.

  На сегодняшний день  появились технологии позволяющие  использовать новые альтернативные  источники энергии, и наиболее  рационально использовать традиционные  энергоресурсы.

Цель работы:

 Изучить и выявить  наиболее эффективные и реальные  меры по энергосбережению в  строительстве, применимые к России.

Задачи:

1. Рассмотреть меры по энергосбережению в строительстве, введённые в России за последние 15-20 лет.
2. Изучить зарубежный опыт энергосбережения, и оценить возможность его применения в России.
3. Оценить экономическую эффективность и целесообразность мер по энергосбережению.

Возможные меры по наиболее эффективному использованию

традиционных ресурсов.

В статье «Основные принципы оценки экономической эффективности средств энергосбережения  зданий»¹ представлены следующие мероприятия по созданию проекта энергоэффективного дома:

1) индивидуальный источник  теплоэнергоснабжения (индивидуальная котельная);

2) тепловые насосы, использующие  тепло земли, тепло вытяжного  вентиляционного воздуха и тепло  сточных вод;

3) солнечные коллекторы  в системе горячего водоснабжения  и в системе охлаждения помещения;

4) поквартирные системы  отопления с теплосчетчиками  и с индивидуальным регулированием  теплового режима помещений;

5) система механической  вытяжной вентиляции с индивидуальным  регулированием и утилизацией  тепла вытяжного воздуха;

6) поквартирные контроллеры,  оптимизирующие потребление тепла  на отопление и вентиляцию  квартир;

7) ограждающие конструкции  с повышенной теплозащитой и  заданными показателями теплоустойчивости;

8) утилизация тепла солнечной  радиации в тепловом балансе  здания на основе оптимального  выбора светопрозрачных ограждающих конструкций;

9) устройства, использующие  рассеянную солнечную радиацию  для повышения освещенности помещений  и снижения энергопотребления  на освещение;

10) выбор конструкций солнцезащитных  устройств с учетом ориентации  и посезонной облученности фасадов;

11) использование тепла  обратной воды системы теплоснабжения  для напольного отопления в  ванных комнатах;

12) система управления  теплоэнергоснабжением, микроклиматом помещений и инженерным оборудованием здания на основе математической модели здания как единой теплоэнергетической системы.

  Данные решения, позволяют  рационально и максимально использовать  энергию не только подводимую  теплоносителем от ТЭЦ к домам,  а так же использовать вторичную  энергию.

  Встает вопрос о  реальности принятия этих мер, а так же их последующей окупаемости. Так, например, установка термостатов (приборов регулирующих подачу теплоносителя в отопительный прибор) соизмерима со стоимостью с самим отопительным прибором. Если рассмотреть данную систему, используемую в европейских странах, но там данный прибор комбинируют вместе с прибором учета теплоносителя, что позволяет жильцам экономить при уменьшении использования теплоносителя, в России же система тарифов не предусматривает на сегодняшний день оплату тепла, с использованием приборов учета, и жильцам гораздо выгоднее «через форточку» избавиться от излишек тепла, нежели приобретать дорогостоящее оборудование.

  В России федеральными нормами¹²законодательно закреплено строительство зданий с использованием энергоэффективных конструкции. Широко стали применяться технологии многослойных ограждающих конструкций. Разработаны новые материалы утеплители с минимальными значениями теплопроводности. Один из наиболее популярных материалов-утеплителей является пенополистирол – теплоизоляционный материал имеющий коэффициент теплопроводности 0,039-0,032 Вт/м•К (в зависимости от класса), также зачастую используется более дорогостоящий утеплитель – минеральная вата имеющий близкие значения теплопроводности с пенополистиролом, но обладающий лучшими экологическими свойствами, и физическими с точки зрения паропроницаемости. Монтаж такого утеплителя при реконструкции происходит с применением облицовочных панелей, который позволяют при небольшом увеличении толщины ограждающей конструкции значительно увеличить ее теплоизоляционные свойства.

  Так же в новом строительстве повсеместно применяют окна, изготавливаемые по евро стандарту – теплозащитные и герметичные. С применением новых материалов ухудшился другой показатель – вентиляция. Ссылаясь на зарубежный опыт, предлагают осуществлять у нас механическую приточно-вытяжную вентиляцию в жилых домах, но за рубежом редко где строят жилые здания выше 6–7 этажей, где она действительно необходима. А как поведет себя механическая вентиляция в наших 12–22-этажных крупнопанельных зданиях с недостаточно герметичными межэтажными перекрытиями, ни кто не знает, так как реальных испытаний не проводилось. А зачастую, данная вентиляция вообще отсутствует, что приводит к нарушениям условий жизнедеятельности человека в данных помещениях (отсутствие конвекции, пониженная влажность, повышенная температура воздуха).

  Существующая система расчетов с населением построена таким образом, что жители за воду и отопление платят не за то, что потребили, а по норме – все одинаково. Причем нормы, например, на горячее водоснабжение завышены в 1,5 раза против фактического потребления, если обеспечивается требуемый температурный режим и минимально необходимый уровень давления. При такой системе расчетов производители и поставщики ресурсов списывают на потребителей все, что произвели, вместе со своими утечками и тепловыми потерями при транспортировке. Минус системы в том, что производители ресурсов не заинтересованы в выявлении и устранении своих потерь, и, естественно, они будут против любой системы измерения непосредственно у потребителя.    В статье  «Экономические аспекты внедрения индивидуальных тепловых пунктов»¹ приведены основные направления регулирования расхода тепловой энергии и совершенствования систем централизованного теплоснабжения, которые приводят к значительной экономии тепла:

– осуществление автоматического  регулирования расхода тепловой энергии как на центральных тепловых пунктах (ЦТП), так и на вводе в  зданиях в индивидуальных тепловых пунктах (ИТП), т. е. автоматизация тепловых пунктов;

– постепенный отказ от ЦТП и перенос оборудования приготовления  горячей воды на бытовые нужды  в здания (переход на ИТП);

– повышение в связи  с этим эффективности автоматического  регулирования отопления (пофасадное авторегулирование и авторегулирование с коррекцией по температуре внутреннего воздуха, учитывающие индивидуальные особенности здания, оснащение отопительных приборов термостатами – индивидуальными автоматическими регуляторами теплового потока).

  Переход на систему ИТП позволяет избежать путевых потерь энергии теплоносителя. Так же при удаленности застройки от ТЭС, приходиться осознанно завышать расход тепловой энергии, для того чтобы в наиболее удаленных зданиях застройки обеспечить минимально допустимую температуру³ внутреннего воздуха (18 °С). В результате тепловые сети работают с превышением расчетного расхода воды как минимум на 30–40%.

Переход на систему ИТП имеет следующие преимущества:

1. ИТП в сравнении с ЦТП дают экономический эффект до 25 % , так как позволяют избежать путевых потерь энергии теплоносителя.
2. При использовании ИТП облегчается и удешевляется установка приборов учета тепла, а так же регулирование температуры теплоносителя.
3. Повышается надёжность и стабильность работы системы теплоснабжения, так как здания становятся не зависимыми друг от друга, протяженность теплосетей сводиться к минимуму.

Применение ИТП в Москве инициируется распоряжением премьера Правительства Москвы № 1172–РП от 24.11.1995 года «О внедрении в строительство  моноблочных индивидуальных тепловых пунктов».

 В данной статье приводиться оценка экономической эффективности использования ИТП на примере 17-этажного дома в г. Москва (прил. 1) Полученный результат сведен в таблице.

Альтернативные источники энергии в строительстве.

  Тепло и электричество для дома можно получить, используя энергию получаемую при сжигании традиционных видов топлива (газ, уголь), но и при внедрении других возобновляемых природных источников — тепло земли, энергия ветра, солнечная энергия, геотермальные воды, биомасса. На сегодняшний день существует уже множество разработанных технологий и проектов, в том числе и в России. Но широкого распространения в России данные технологии не получили. По сравнению с США и странами ЕС использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в России находится на низком уровне. Сложившуюся ситуацию можно объяснить доступностью традиционных ископаемых энергоносителей. Один из основных барьеров для строительства крупных электростанций на ВИЭ — отсутствие положения о стимулирующем тарифе, по которому государство покупало бы электроэнергию, производимую на основе ВИЭ.

  Одним из перспективных направлений развития альтернативной энергетики, описанный в статье [1]⁴ является извлечение тепловой энергии из практически неисчерпаемых петрогеотермальных ресурсов, т.е. заключенных в твердых горячих породах земных недр. В России на глубине 4-6 км массивы с температурой 100-150 ОС распространены повсеместно, а с температурой 180-200 ОС на довольно значительной части территории страны. Этих температур достаточно для отопления и горячего водоснабжения различных категорий потребителей. Производство электроэнергии на базе глубинного тепла Земли возможно при температуре массивов не менее 250 ОС. Такая температура достижима на глубине около 10 км, а в зонах аномально высоких температур - на меньшей глубине.

  Данный вид энергии используется уже во многих странах для отопления помещений (Германия, Франция, Япония), и для выработки электроэнергии, но в этом случае глубина залегания горячих сухих пород должна быть минимальна (в Южной Австралии обнаружены данные породы на глубине 3,5-4,5 км)

  Сущность технологии заключается в следующем. Пробуривается две-три скважины до глубин с температурами, отвечающими требованиям теплоснабжения или производства электроэнергии. Одна из скважин является нагнетательной, подающей под давлением воду в зону нагрева, а другие - эксплуатационными, по которым образующийся пар с необходимой температурой поступает на поверхность. Данный вид энергии при всей его неисчерпаемости, и на первый взгляд явной экономической выгоды, имеет массу трудностей. В первую очередь это высокая стоимость бурения столь глубоких скважин, при сегодняшних методах. По данным [1]⁵ стоимость бурения эксплуатационных скважин в Восточной Сибири составляет чуть более 4 млн. долл. США, а разведочных - 7,5-8 млн долл. США. Это означает, что сооружение ПетроТС и, тем более, ПетроЭС на базе существующих способов бурения скважин будет неконкурентоспособным в сравнении с традиционным тепло- и электроснабжением. В нашей стране для решения были разработаны и испытаны буровые установки с гораздо большей производительностью (БС-01 составляет до 30 м/ч, что на порядок выше, чем при традиционном механическом бурении)

  Себестоимость отпущенной электроэнергии ПетроЭС при получении тепла с глубины 10 км и гидроразрыве породы в случае доли амортизационной составляющей равной 50% будет равна 0,55 руб./кВт.ч (стоимость на традиционных ТЭС 0,7-1,5 руб./кВт.ч) а при глубине скважин в два раза меньшей - 0,46 руб./кВт.ч. Если доля амортизации в себестоимости окажется на уровне 70%, что более вероятно, то себестоимость электроэнергии снизится, соответственно, до 0,39 и 0,33 руб./кВт.ч. При этом значения себестоимости электроэнергии ПетроЭС характеризуются высокой стабильностью, в отличие от тепловых электростанций, экономичность которых существенно зависит от динамики стоимости используемого топлива.

  Себестоимость тепла, получаемого от ПетроТС при доле амортизационной составляющей 65%, глубине скважин 6 км и гидроразрыве горячей породы (т.е. в экономически наиболее сложном случае) будет равна около 52,7 руб./Гкал, а в случае доли амортизационной составляющей 85% - 40,3 руб./Гкал. Это намного ниже себестоимости 1 Гкал, получаемой сегодня от ТЭЦ и крупных котельных, работающих на органическом топливе. При меньшей глубине скважин ПЦС и отсутствии гидроразрыва себестоимость тепла будет ниже приведенных значений.

 Второй наиболее рассматриваемый  источник электроэнергии – энергия ветра. В нашей стране очень благоприятное сочетание факторов для развития данной отрасли энергетики:

• обширная территория;
• богатый и хорошо изученный потенциал ветра (127 ТВтч);
• большие объёмы энергопотребления, связанные с климатическими условиями и структурой экономики.

В настоящее время, по данным Российской ассоциации ветроиндустрии (РАВИ) прорабатывается и реализуется целый ряд проектов строительства ветроэнергетических станций (ВЭС), мощностью чаще всего от 100 до 300 МВт каждая, практически по всей территории страны, хотя большая часть сконцентрирована на северо-западе и юге европейской части России:

• Ленинградская область (Приморск, Усть-Луга, Западная, Южная и Восточная Ладога) – около 10 проектов ВЭС;
• Псковская область (проекты Судомской, Бежаницкой, Чудской ВЭС);
• Ростовская область и Северный Кавказ (Порт Кавказ, Анапа, Темрюк, Карачаево-Черкесия);
• Оренбург;
• Остров Русский в Приморье.

Всего в России насчитывается 20-25 проектов ВЭС в разной степени  продвижения.

  Встает вопрос, почему же при столь развитой системы проектов, ветроэнергетика остается на стадии экспериментальных установок. Во первых это отсталость технологий в данной отрасли, по этой причине высокая стоимость оборудования, с невысокими значениями КПД. Поэтому себестоимость электроэнергии выработанной на ВЭС значительно выше чем на ТЭС. В России отсутствует государственная поддержка развития ветряной индустрии, а с другой – происходит субсидирование тепловой электрогенерации. То есть практически полностью отсутствует экономическая выгода в развитии ветропарков у энергокомпаний.

Заключение.

  Изучив материалы по вопросу энергосбережения в строительстве можно сделать следующие выводы. Во первых в России уже на сегодняшний принимаются меры, в том числе и на законодательном уровне по энергосбережению в строительстве. Данные меры обусловлены истощением традиционных источников энергии, и растущими тарифами на вырабатываемую с помощью них тепло-электроэнергию.

 На сегодняшний день  созданы новые материалы утеплители, фасадные системы, и др. конструктивные  решения позволяющие свести к  минимуму теплопотери. Многие технологии были заимствованы из зарубежных стран, но не до конца адоптированы под условия российского климата и существующего режима эксплуатации зданий.

  Сложившаяся система  начисления тарифов за теплоэнергии, не является выгодной для пользователей при внедрении нового оборудования позволяющего регулировать подачу теплоносителя и производить его учет.

  В нашей стране  отсутствует стимулирующие субсидии  на энергию вырабатываемую с помощью альтернативных источников энергии, что препятствует их широкому внедрению как в других европейских странах.

Список изученной литературы

1. Энергосбережение, журнал  №5/2004; №3/2007
2. РосТепло.ru / Технические статьи / Нетрадиционные и новые источники тепловой энергии / «Социально-экономическая эффективность использования глубинного тепла Земли в России»
3. http://www.rgo.ru

Приложение Ӏ

Оценку экономической эффективности изменения схемы централизованного теплоснабжения, связанного с отказом от применения центральных тепловых пунктов (ЦТП) и внедрением индивидуальных тепловых пунктов (ИТП), рассмотрим на примере 17-этажного (первый этаж нежилой) двухсекционного 128-квартирного здания, расположенного в Москве, удельный расход тепловой энергии на отопление которого составляет 102 кВт•ч/м².

Срок эксплуатации ИТП  принимаем равным 20 лет (Т_сл = 20 лет). Принимаем значение нормы дисконта r = 0,10 (10 %). Стоимость тепловой энергии (прогнозную) принимаем равной 0,77 руб./кВт•ч.

Примем для расчета, что  отказ от применения ЦТП и переход  на ИТП приводит к снижению расхода  тепловой энергии на отопление на 15 %, и, таким образом, удельный расход тепловой энергии на отопление здания составляет 87 кВт•ч/м². Снижение затрат тепловой энергии в стоимостном выражении (т. е. ежегодный средний дополнительный доход за счет экономии энергоресурсов в течение всего срока эксплуатации энергосберегающих мероприятий) составляет 0,012 тыс. руб./(м²•год) (∆Д = 0,012 тыс. руб./(м²•год)).

Стоимость ИТП с учетом монтажа составляет 420 тыс. руб., отсюда величина инвестиций, отнесенных к 1 м² площади, составляет 0,058 тыс. руб./м² (К = 0,058 тыс. руб./м²).

Экономическую эффективность  определим для двух схем использования  поступающих доходов: их дисконтирования (использования в качестве оборотных  средств) и наращения (капитализации  – наращивания под проценты, например, путем дачи их взаймы).

Для оценки экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия необходимо определить следующие критерии экономической эффективности (с учетом дисконтирования и наращения):

– срок окупаемости инвестиций;

– чистый доход за счет экономии энергоресурсов за весь период эксплуатации энергосберегающих мероприятий;

– индекс доходности инвестиций (отношение полного дохода к величине инвестиций, характеризующее относительную  отдачу инвестиционного проекта  на вложенные средства).

Порядок расчета

1. В соответствии с  п. 3.1.3 главы 2 «Руководства по  оценке экономической эффективности  инвестиций в энергосберегающие мероприятия» определяем полный доход за счет экономии энергоресурсов за весь период эксплуатации энергосберегающих мероприятий.

1.1. Полный дисконтированный  доход за счет экономии энергоресурсов  за весь период эксплуатации  энергосберегающих мероприятий  ДД_Тсл, тыс. руб./м², определяется по формуле (57):

ДД_Тсл = ∆Д [1 - (1 + r) ^–Тсл] / r = 0,102 тыс. руб./м².

1.2. Полный доход за  счет экономии энергоресурсов  за весь период эксплуатации  энергосберегающих мероприятий  при наращении (капитализации)  поступающих доходов НД_Тсл, руб., определяется по формуле (58):

НД_Тсл = ∆Д [(1 + r)^Тсл - 1] / r = 0,687 тыс. руб./м².

2. В соответствии с  п. 3.1.2 главы 3 указанного «Руководства…»  определяем чистый доход за  счет экономии энергоресурсов  за весь период эксплуатации  энергосберегающих мероприятий.

2.1. Чистый дисконтированный  доход ЧДД, тыс. руб./м², определяется по формуле (55):

ЧДД = ∆Э_д - ∆К = 0,044 тыс. руб./м².

2.2. Чистый доход при  наращении (капитализации) всех  поступающих доходов ЧНД, тыс.  руб./м², определяется по формуле (56):

ЧНД = ∆Э_нр - ∆К = 0,687 тыс. руб./м².

3. В соответствии с  п. 3.1.1 главы 3 указанного «Руководства…»  определяем срок окупаемости  инвестиций.

3.1. Бездисконтуный срок окупаемости инвестиций Т₀, лет, определяется по формуле (53):

Т₀ = К / ∆Д = 4,8 года.

3.2. Срок окупаемости инвестиций  с учетом дисконтирования поступающих  доходов за счет экономии энергоресурсов  Т_д, лет, определяется по формуле (52):

Т_д = -ln (1 - Т₀ r) / ln (1 + r) = 6,9 лет.

3.3. Срок окупаемости инвестиций  при наращении (капитализации)  поступающих доходов за счет  экономии энергоресурсов Т_н, лет, определяется по формуле (54):

Т_н = ln (1 + Т₀ r) / ln (1 + r) = 4,1 года.

4. В соответствии с  п. 3.1.4 главы 3 указанного «Руководства…»  определяем индекс доходности  инвестиций.

4.1. Индекс доходности  инвестиций при условии дисконтирования  всех поступающих доходов ИД_д в течение срока эксплуатации энергосберегающих мероприятий определяется по формуле (59):

ИД_д = ДД_Тсл / К = 1,761.

4.2. Индекс доходности  инвестиций при условии наращения  (капитализации) всех поступающих  доходов ИД_н в течение срока эксплуатации энергосберегающих мероприятий определяется по формуле (60):

ИД_н = НД_Тсл / К = 11,850.

¹ Энергосбережение, журнал  №5/2004

¹ Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»

¹ Энергосбережение, журнал №3/2007

¹ «Социально-экономическая эффективность использования глубинного тепла Земли в России» РосТепло.ru / Технические статьи / Нетрадиционные и новые источники тепловой энергии )

¹ Савченко С.Освоение Восточной Сибири: если не мы, то кто?//Нефтегазовая вертикаль. 2008. № 12.