Характеристика факторов влияния программы энергосбережения
РАСЧЕТНО – ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
по дисциплине
«Экономика ресурсосбережения»
Обоснование стратегии реализации
Программы энергосбережения
Казань 2007
Обоснование стратегии
Реализации программы энергосбережения
Цель работы. Изучить методы формирования стратегий программ энергосбережения, исследовать факторы влияния, дать их качественную и количественную оценку и по итогам расчетов выбрать наиболее привлекательную стратегию.
Исходная ситуация. На балансе промышленного предприятия находится ряд объектов социальной сферы. Характеристика объемов их энергопотребления применительно к первому варианту приведена в таблице 1.
Таблица 1.
Объем и структура энергопотребления объектов (1-вариант).
| Наименование объекта | Группа объектов | Потребление тепловой энергии, Гкал/год | Тариф, руб./Гкал | Потребление электр. энергии, тыс. кВт*ч/год | Тариф, руб./тыс. кВт*ч |
| Школа злословия | 175,6 | 1000,0 | |||
| Институт благородных девиц | 175,6 | 1000,0 | |||
| Школа жизни | 238,6 | 1000,0 | |||
| Сады Гесперид | 238,6 | 1100,0 | |||
| Лицей - "Царское Село" | 238,6 | 1100,0 | |||
| Школа юных сурков | 215,6 | 1100,0 | |||
| Висячий сад Семирамиды | 215,6 | 1200,0 | |||
| Театр "Вальпургиева ночь" | 215,6 | 1200,0 | |||
| Детский сад "Сектор Газа" | 215,6 | 1200,0 |
Характерной чертой данных объектов является то, что для снабжения их электро- и теплоэнергией используется несколько источников энергоснабжения, каждый из которых поставляет энергию по собственным расценкам. В соответствии с ценовой политикой и стратегией энергоснабжающих организацией каждая из них предполагает увеличивать тарифы на поставляемую энергию в ближайшие годы по определенным коэффициентам, зависящим от специфики производства. Характеристика источников энергоснабжения и динамики тарифов на производимую ими энергию представлена в таблице 2. Отнесение тарифов к той или иной группе проводится следующим образом – объекты, представленные в таблице 1, группируются по видам тарифов и распределяются в порядке очередности по трем группам тарифов. Например, объекты «Школа злословия» и «Институт благородных девиц» относятся к первой группе объектов, а «Школа юных сурков» и следующие за ней объекты относятся к третьей группе.
Таблица 2.
Динамика прироста тарифов на поставляемую энергию
| Динамика тарифов на потребляемую энергию | |||||||||
| Теплоэнергия | Электроэнергия | ||||||||
| Группа тарифов | Темп прироста тарифов | Группа тарифов | Темп прироста тарифов | ||||||
| 1-5 вар. | 6-10 вар. | 11-15 вар. | 15-20 вар. | 1-5 вар. | 6-10 вар. | 11-15 вар. | 15-20 вар. | ||
| 1 группа | 0,12 | 0,14 | 0,12 | 0,15 | 1 группа | 0,12 | 0,14 | 0,12 | 0,15 |
| 2 группа | 0,21 | 0,21 | 0,19 | 0,24 | 2 группа | 0,18 | 0,21 | 0,19 | 0,24 |
| 3 группа | 0,11 | 0,17 | 0,15 | 0,12 | 3 группа | 0,11 | 0,17 | 0,15 | 0,12 |
Понимая, что постоянный рост на энергию ставит под угрозу стабильность финансового положения предприятия, руководство приняло решение о проведении энергосберегающих мероприятий на объектах. Цель программы была сформирована следующим образом – достижение максимума экономического эффекта при заданном уровне затрат. По итогам изучения рынка энергосберегающего оборудования специалистами предприятия был сформирован перечень мероприятий, одобренных к внедрению. Характеристика данных мероприятий приведена в таблице 3.
Таблица 3.
Параметры энергосберегающих мероприятий (для первого варианта)
| Наименование мероприятий | Затраты, тыс. руб. | Снижение потребления энергии, % |
| Мероприятия по теплосбережению | ||
| Внедрение теплых полов «Дыхание Сахары» | ||
| Установка системы отопления «Огонь, вода и медные трубы» | ||
| Внедрение газового котла «Прометей» | ||
| Мероприятия по электросбережению | ||
| Установка освещения «Лампа Ильича» | ||
| Система притяжения грома и молний «Зевс» | ||
| Система усиления света «Очи черные» |
Руководство предприятия волевым решением выделило на реализацию энергосберегающих мероприятий определенную сумму средств, а для диверсификации рисков решило распределить данные средства по 2 направлениям – снижение потребления тепловой и электрической энергии.
Перед руководством рабочей группы возник вопрос о том, какие мероприятия и на каких объектах следует внедрять в условиях финансовых ограничений. В итоге острых дебатов и дискуссий были выявлены ряд факторов, влияние которых необходимо было учесть при разработке программы энергосбережения. Описание и качественная характеристика данных факторов влияния представлена в таблице 4.
Таблица 4.
Характеристика факторов влияния программы энергосбережения
| № п/п | Наименование фактора | Содержание | Возможность количественной оценки |
| Количество объектов | Количество объектов, на которых будут проведены мероприятия по энергосбережению | Можно оценить количественно | |
| Качество объектов | Уровень энергопотребления объектов в стоимостном и натуральном выражении | Можно оценить количественно | |
| Качество мероприятий | Степень снижения энергопотребления при внедрении мероприятий | Можно оценить количественно | |
| Соотношение цена-качество мероприятий | Степень конкурентоспособности мероприятий | Можно оценить количественно | |
| Горизонт планирования программы | Период времени, за который рассчитывается эффект от реализации программы | Определяется субъективным путем | |
| Срок окупаемости мероприятия | Период времени, за который экономия энергия возвращает вложенные в мероприятия средства | Можно оценить количественно | |
| Критерий Количество/Качество объектов | Соотношение количества объектов, включенных в программу к уровню их энергопотребления | Возможна количественная оценка | |
| Распределение средств среди направлений программы энергосбережения | Определение объемов средств, вкладываемых в программу тепло и электросбережения | Определяется субъективным путем, проводится оптимизация на основе итерационных приближений | |
| Динамика тарифов на поставляемую энергию | Оценка тарифов в будущие периоды времени | Возможна количественная оценка |
Учитывая характер каждого фактора влияния, рабочая группа по разработке программы энергосбережения выработала следующие принципы, на которых должна разрабатываться стратегия энергосбережения:
1. На первом этапе рассматриваются только те факторы, которые действуют в статическом виде, то есть здесь не учитывается фактор времени.
2. На втором этапе рассматриваются факторы, действующие во временном аспекте, то есть рассматривается динамическая составляющая.
3. Для распределения средств среди направлений программы энергосбережения принимаются следующие варианты – равномерное распределение средств, выделение 2-х третей средств на программу теплосбережения, выделение 2-х третей средств на программу электросбережения.
4. Для расширения количества возможных стратегий обратиться к студентам КГТУ им.А.Н.Туполева за консультацией.
Характеристика данных принципов представлена в таблице 5.
Таблица 5.
| Статический вариант программы энергосбережения | ||||
| № п/п | Стратегия | Содержание стратегии | Факторы влияния | Горизонт планирования, лет |
| «Хризантема» | Выделение объектов с наибольшим уровнем платежей за энергопотребление и внедрение мероприятий с наивысшим коэффициентом снижения энергопотребления | Уровень энергопотребления в стоимостном выражении | 1,3,5 лет | |
| Качество мероприятий | ||||
| «Гладиолус» | Определение наиболее привлекательных мероприятий из таблицы 2 по критерию «цена – качество» и распределение средств на их проведение на объектах с наибольшим уровнем платежей за энергопотребление | Критерий «Цена/качество мероприятий» | 1,3,5 лет | |
| Уровень энергопотребления в стоимостном выражении | ||||
| «Вишня» | Охват как можно большего числа объектов с использованием самых недорогих мероприятий. При этом распределение средств на объектах происходит в зависимости от уровня платежей за энергопотребление. | Количество объектов, включенных в программу | 1,3,5 лет | |
| Цена мероприятий | ||||
| Динамический вариант программы энергосбережения | ||||
| № п/п | Стратегия | Содержание стратегии | Факторы влияния | Горизонт планирования, лет |
| «Дуб» | Выделение объектов, относящихся к группе с наибольшим уровнем тарифов в начальный период времени и внедрение мероприятий, обладающих наивысшим коэффициентом снижения энергопотребления | Уровень тарифов на энергию | 1,3,5 лет | |
| Качество мероприятий | ||||
| «Секвойя» | Выделение объектов, обладающих наибольшей динамикой тарифов и внедрение средних по цене мероприятий | Динамика тарифов на энергию | 1,3,5 лет | |
| Цена мероприятий | ||||
| «Ваш выбор» | Содержание определяется интуицией и экономическим видением студента | Определяется студентом | 1,3,5 лет | |
| Определяется студентом |
Сотрудниками предприятия был предложен следующий алгоритм распределения средств среди мероприятий в рамках конкретной стратегии. Например,при реализации плана «Хризантема» сначала определяют мероприятия, обладающие наивысшим коэффициентом снижения потребления энергии. Данные для этого берутся из таблицы 3. Затем определяются и ранжируются объекты, обладающие наивысшим уровнем платежей за энергопотребление. Данные об уровне платежей берутся на основании расчетов в рамках таблицы 10. Распределение средств на данных объектах проводится следующим образом – объект, занимающий первое место в рейтинге платежей, финансируется в первую очередь, затем проводятся работы на объекте, занимающим второе место и так до тех пор, пока не исчерпан лимит средств. Если на определенном этапе средств на проведение работ не хватает, реализуется мероприятие, стоимость которого укладывается в оставшийся лимит средств. В схематичном виде алгоритм представлен на рис. 1.
В связи со сложностью оценки взаимного влияния факторов и направлений программы энергосбережения было предложено рассматривать стратегии энергосбережения для различных вариантов распределения средств среди программ электросбережения и теплосбережения. Характеристика возможного распределения средств приведена в таблице 6.
Таблица 6.
Варианты распределения средств
среди мероприятий программы энергосбережения
| Характер распределения средств | Направление программы энергосбережения | Общая сумма, % | Варианты задания | |
| Программа теплосбережения,%. | Программа электросбережения, % | |||
| Равномерное распределение средств | 50% | 50% | 100% | 1-4 вариант |
| Неравномерное распределение средств | 70% | 30% | 100% | 5-8 вариант |
| 60% | 40% | 100% | 9-12 вариант | |
| 40% | 60% | 100% | 13-16 вариант | |
| 30% | 70% | 100% | 17-20 вариант |
Для снижения конфликтных ситуациях в случаях остатка средств распределение средств проводят следующим образом. Если после выделения средств на реализацию конкретной стратегии программы теплосбережения, например «Гладиолус» остаются средства, которых не хватает на реализацию даже самого дешевого мероприятия, то они переходят в резерв рабочей группы. Затем происходит распределение средств на реализацию такой – же стратегии «Гладиолус» в рамках программы электросбережения. При этом следует учесть, что критерии отбора мероприятий и объектов останутся теми же, но выбор конкретных объектов может меняться в зависимости от уровня тарифов и объемов потребления энергии. Если в программе электросбережения также остались средства, то они переходят в фонд рабочей группы.
Рис. 1. Алгоритм распределения средств среди мероприятий
программы энергосбережения (на примере стратегии «Хризантема».)
Рабочая группа сама определяет, в какое направление следует вкладывать остаток средств. Численный пример представлен в таблице 6а.
Таблица 6а.
Метод расчета остатка средств при реализации программы энергосбережения
| Цена мероприятия, тыс. рублей | Стратегия | Расходование средств на программу энергосбережения | Начальная сумма, тыс. рублей | Распределение средств | |
| Программа Теплосбережения, т.р. | Программа электросбережения | ||||
| Гладиолус | 50/50 | ||||
| 75*5=375 | 75*5=375 | Итого | |||
| Остаток | 400-375=25 | 400-375=25 | 25+25=50 |
В итоге в фонде рабочей группы осталось 50 тыс. рублей. Эти средства можно потратить на реализацию мероприятия по электро- или теплосбережению, стоящего 50 тыс. рублей.
Блок-схема исследования и проведения расчетов приведена на рис. 2.
 |
Рис. 2. Блок-схема исследования.
Основные формулы и определения:
| Затраты на потребление энергии на объекте – Пi = (Тi * E)/1000 | (1.1.) |
где Пi – плата за потребление энергии в i-том году, тыс. руб.
Тi – тариф в i-том году, руб /Гкал или руб./кВт.-ч (для разных видов энергии),
Е – объем потребления энергии на конкретном объекте (для разных видов энергии).
| Снижение платежей за потребление энергии – Рi = (Ксниж * Е * Тi)/1000 | (1.2.) |
где Ксниж – возможное снижение потребления энергии, %,
| Эффект мероприятия – Эi = (Рi – Зi) | (1.3.) |
где Эi –эффект от внедрения мероприятия в i-том году, тыс. рублей
Рi – результат, выражающийся в возможном снижении платежей за энергию, тыс. рублей
Зi – затраты, необходимые для достижения данного результата, тыс. рублей (стоимость мероприятий).
| Эффективность мероприятия – A = (Р – З)/З | (1.4.) |
где А– эффективность программы энергосбережения.
Р – результат, выражающийся в возможном снижении платежей за энергию в течение всего периода расчета, тыс. рублей
З – затраты, необходимые для достижения данного результата за весь период реализации программы, тыс. рублей.
| Коэффициент «цена-качество» – Кц-к = Ксниж / Цмер, | (1.5.) |
где Ксниж – возможное снижение потребления энергии при реализации конкретного мероприятия, %,
Цмер – стоимость проведения мероприятий, тыс. руб.
| Тариф на энергию в каждом году Тi = Тбаз. *(1+Кр)^(i-1) | (1.6.) |
где Тi– тариф в i-том году, руб /Гкал или руб./кВт.-ч (для разных видов энергии),
Тбаз. –тариф базового года, руб./Гкал или руб./кВт.-ч (для разных видов энергии, определяется в соответствии со своим вариантом из таблицы 7а и 8а ).
Кр –темп роста тарифов на энергию (определяется по данным таблицы 2 для своего варианта и группы объектов).
Средневзвешенный тариф стратегии энергосбережения  , где  Тiк –тариф в i-том году для k-го объекта, Eiк –объем энергопотребления в натуральном выражении в i-том году k-го объекта | (1.7.) |
Качество объектов в рамках конкретной стратегии энергосбережения  , где Тiк –тариф в i-том году для k-го объекта, участвующего в программе энергосбережения; Eiк –объем энергопотребления в натуральном выражении в i-том году k-го объекта | (1.8.) |
Качество мероприятий в рамках конкретной стратегии энергосбережения  , где Тiк –тариф в i-том году для k-го объекта, участвующего в программе энергосбережения; Eiк –объем энергопотребления в натуральном выражении в i-том году k-го объекта, E1ik – объем энергопотребления в натуральном выражении после внедрения энергосберегающего мероприятия. | (1.9.) |
Критерий «Цена/Качество» стратегии  , где Тiк –тариф в i-том году для k-го объекта, участвующего в программе энергосбережения; Eiк –объем энергопотребления в натуральном выражении в i-том году k-го объекта, E1ik – объем энергопотребления в натуральном выражении после внедрения энергосберегающего мероприятия, З – бюджет стратегии энергосбережения. | (1.10.) |
Лабораторное задание:
1. Ознакомьтесь с целью, задачами и исходными данными работы.
2. Определите свой вариант задания.
3. Определите параметры ваших объектов энергопотребления, используемые тарифы и характеристики мероприятий в соответствии с вашим вариантом, используя при этом данные таблиц 2,7,8,9.
4. Определите структуру распределения средств среди направлений программы энергосбережения для вашего варианта, используя таблицу 6.
5. Используя блок-схему исследования, определите характеристики и направления реализации для каждой стратегии программы энергосбережения.
6. Проведите расчеты возможного снижения потребления энергии с использованием Excel в форме таблицы 10 для каждой стратегии реализации программы.
7. Проведите оценку эффективности вариантов программы по видам энергии и выберите наиболее целесообразный. По итогам расчетов отдельных подпрограмм определите наиболее эффективное сочетание критериев эффективности для программы ресурсосбережения в целом по предприятию – условно оптимальный вариант. (Например, план «Вишня» в теплосбережении, план «Гладиолус» в электросбережении). Результаты занесите в сводную таблицу 11. В данной таблице должны быть отражены результаты только тех стратегий, которые относятся к статическому варианту, а также вариант «Ваш выбор», разработанный применительно к статическому варианту.
8. Проведите качественную и количественную оценку факторов, обеспечивших результаты каждой из стратегий программы энергосбережения в статическом варианте. Результаты занесите в таблицы 12.
9. Проведите аналогичный расчет стратегий программы энергосбережения для горизонта планирования в пять лет. Результаты занесите в таблицу 13 и 14. Пример рабочей таблицы для расчетов динамического варианта программы представлен в таблице 12а.
10. Для оценки чувствительности результатов программы к изменениям условий распределения средств среди направлений программы энергосбережения проведите расчеты различных стратегий при всех вариантах распределения средств. Результаты оформите в виде таблиц 15 и16, построив соответствующую матрицу оценки эффективности. При этом ранжирование вариантов производится следующим образом – вариант, обладающий наивысшей эффективностью, имеет ранг 1.
11. По результатам всех исследований разработайте матрицу условно-оптимальных решений, как представлено в таблице 17. Оцените чувствительность результатов программ электросбережения и теплосбережения.
12. По результатам анализа лабораторной работы сделайте письменный вывод о том, почему именно данный вариант оказался наиболее привлекательным.
13. Сдайте отчет о проведенной работе преподавателю.
Семь футов под килем!