Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Теоретические аспекты энергоэффективности промышленного предприятия 11
1.1 Подходы к определению «энергоэффективность промышленного предприятия» 11
1.2 Проблемы энергоэффективности национальных промышленных предприятий 24
1.3 Факторы, оказывающие влияние на энергоэффективность промышленного предприятия 54
Глава 2 Инструменты анализа энергоэффективности промышленного предприятия 65
2.1 Форма экспресс-анализа энергоэффективности промышленного предприятия 65
2.2 Методика оценки влияния факторов, определяющих энергоэффективность промышленного предприятия 74
2.3 Анализ энергоэффективности промышленных предприятий Пензенской области 90
Глава 3 Разработка алгоритма управления энергоэффективностью промышленного предприятия 98
3.1 Определение стадий алгоритма управления энергоэффективностью промышленного предприятия 98
3.2 Разработка подпроцесса планирования энергоэффективности промышленного предприятия 103
3.3 Рекомендации по оценке управления энергоэффективностью промышленного предприятия 110
Заключение 122
Список литературы 126
- Проблемы энергоэффективности национальных промышленных предприятий
- Факторы, оказывающие влияние на энергоэффективность промышленного предприятия
- Методика оценки влияния факторов, определяющих энергоэффективность промышленного предприятия
- Разработка подпроцесса планирования энергоэффективности промышленного предприятия
Проблемы энергоэффективности национальных промышленных предприятий
Прежде чем углубиться в изучение вопроса повышения энергоэффективности предприятий, следует проанализировать существующие подходы к определению «энергоэффективность промышленного предприятия». Стоит отметить, что интерес к энергоэффективности, в том числе и промышленного предприятия, возник относительно недавно – с 50–70-х годов XX века. Это обусловлено изменениями соотношения спроса и предложения, геополитической и экономической обстановки в мире, в конечном счете приведшими к повышению цен на ТЭР и росту их доли в структуре себестоимости продукции. Причинами произошедших изменений принято считать «шок Никсона», ряд войн, переход добычи ТЭР под национальный контроль развивающихся стран. В последние 20 лет значительное влияние на рынок за счет увеличения спроса оказали растущие экономики Китая, Индии.
В основном же ранее внимание уделялось энергоэффективности непосредственно работы какого-либо специального объекта или изделия, например, военно- или научно-ориентированного.
Особенностью экономики СССР являлось в основном промышленное потребление ТЭР, отсутствие строгого учета их затрат, отсутствие заинтересованности предприятий в повышении энергоэффективности. И лишь незначительная часть электроэнергии и ГСМ шла на нужды населения, что обуславливается элементарным отсутствием приборов их потребления. В силу озвученных выше причин основной интерес к энергоэффективности отечественные ученые стали проявлять только с начала 1980х годов. Обзор научных источников, посвященных связанным с энергоэффективностью вопросам, показал, что на текущий момент существует несколько основных точек зрения на данное понятие, согласно которым энергоэффективность - это: — техническая характеристика, отражающая коэффициент полезного действия по использованию ТЭР; — абсолютная, удельная или относительная величина потребления или потерь энергетических ресурсов для продукции любого назначения или технологического процесса (в соответствии с ГОСТ Р 51387-99 «Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение») [26];
— характеристики, отражающие отношение полезного эффекта от использования энергетических ресурсов к затратам энергетических ресурсов, произведенным в целях получения такого эффекта, применительно к продукции, технологическому процессу, юридическому лицу, индивидуальному предпринимателю (в соответствии с Федеральным законом РФ от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности…» [99]; — техническая характеристика, являющаяся величиной, обратной энергоемкости.
Согласно мнению М.В. Самойлова, «показатель энергоэффективности - это научно обоснованная абсолютная или удельная величина потребления ТЭР (с учетом их нормативных потерь) на производство единицы продукции (работ, услуг) любого назначения, установленная нормативными документами» [88].
В статье «Энергоэффективность как составляющая инновационных процессов» А.А. Троицкий связывает понятие энергоэффективности и удельной энергоемкости, причем показатель энергоемкости (отражает затраты энергоресурсов в натуральном выражении на единицу полученного результата деятельности) применяется для оценки энергоэффективности. Он также указывает на необходимость учета влияния на энергоэффективность ряда важных в рыночных условиях факторов энергосбережения. Это динамика внутренних цен на энергоносители, динамика структуры потребляемых энергоносителей, инфляционных явлений в экономике, мировых цен энергоносителей, что имеет существенное значение для стран с большим объемом экспорта и влиянием его на производство ВВП [97].
Н.А. Хаустович рассматривает понятие энергоэффективности с точки зрения, учитывающей технологические особенности производства, в том числе степень полезного использования первичной энергии, подводимой к той или иной энергоустановке и зависящей от применяемой технологии для производства продукции, выполнения работ и оказания услуг. Для промышленных предприятий показателем энергоэффективности их функционирования является показатель удельного расхода энергии на производимую продукцию, или показатель энергоемкости [100].
Предложением В.В. Бушуева было применение методики расчетов энергоэффективности по стоимости ТЭР и использование ее анализа в денежном выражении, которое отражает также динамику цен на ТЭР и динамику структуры энергоносителей. Под экономической энергоэффективностью промышленности и ее отраслей в данном анализе понимается объем производства промышленной продукции на рубль суммарных затрат потребленных топливно-энергетических ресурсов, а также анализ структуры этого показателя по видам основных энергоносителей [11]. В другой работе В.В. Бушуев и В.П. Сорокин предлагают использовать два основных показателя энергетической эффективности – физический и экономический (стоимостной) [13].
Нельзя не отметить общность взглядов Н.А. Хаустовича и А.А. Троицкого на энергоэффективность, под которой они понимают степень полезного использования подводимой к той или иной энергоустановке первичной энергии, зависящей от применяемой технологии для производства продукции, выполнения работ и оказания услуг. Для предприятий показателем энергоэффективности их функционирования является показатель удельного расхода энергии на производимую продукцию. Напротив, В.В. Бушуев, В.А. Байдаков и С.Д. Бадмаева рассматривают энергоэффективность как величину, обратную энергоемкости и показывающую, какое количество единиц продукции можно произвести, затратив единицу количества энергии.
При этом С.Д. Бадмаева предлагает характеристику энергоэффективности как отношение стоимости выпущенной продукции к использованным ТЭР и разделение ее на экономическую и физическую (с использованием показателя затрат ТЭР в тоннах условного топлива, далее – т.у.т.) соответственно по формулам 1 и 2 [5]:
Факторы, оказывающие влияние на энергоэффективность промышленного предприятия
Следует отметить, что проблема разработки инструментов для анализа энергоэффективности предприятия не раз поднималась в научном сообществе. Ее решению посвящены публикации Н.Н. Сергеева «Оценка факторов, влияющих на энергетическую эффективность промышленных предприятий» [91], Ф.А. Аюпова «Факторы и проблемы снижения энергоемкости продукции» [4], работа И.А. Башмакова и А.Д. Мышака «Российская система учета и повышения энергоэффективности и экономии энергии» [7].
С точки зрения автора предлагаемые подходы не позволяют проводить анализ энергоэффективности промышленного предприятия.
В работе И.А. Башмакова проводится декомпозиция факторов, определявших динамику потребления энергии в промышленности. Перечень анализируемых факторов достаточно узок, при этом часть факторов имеет слишком общее направление влияния на предприятие. Следует отметить преобладание внешних факторов и отсутствие ряда важных внутренних факторов. Приводимый анализ влияния факторов на энергоэффективность промышленного предприятия является больше инструментом макроанализа ситуации и малоэффективен при его использовании руководством предприятия.
Существенным недостатком предлагаемого Н.Н. Сергеевым метода оценки факторов, влияющих на энергоэффективность промышленных предприятий, является выбранный метод ее описания, нарушения требований проведения статистического исследования, отсутствие ряда важных факторов, непосредственно влияющих на энергоэффективность и наличие большого количества слабо влияющих факторов (продолжительность рабочих смен, разряд рабочих, численность персонала, количество структурных подразделений и т.д.). Основным результатом исследования является лишь оценка значимости приводимых в работе факторов без конкретных предложений по оценке влияния этих факторов.
В работе Ф.А. Аюпова приводится более полный перечень важных с точки зрения автора и экспертной группы факторов, при этом отсутствуют конкретные предложения по оценке их влияния на энергоэффективность. С целью исправления выявленных в работах других авторов недостатков и создания инструментов анализа энергоэффективности промышленного предприятия автором разработаны: 1) форма экспресс-анализа энергоэффективности промышленного предприятия; 2) методика оценки влияния факторов, определяющих энергоэффективность промышленного предприятия. Для этого в качестве подготовительного этапа была проведена оценка значимости выявленных факторов, обусловленная их многочисленностью и трудоемкостью проведения анализа. Помимо этого, выделение наиболее значимых факторов и их анализ позволяют достигнуть максимального экономического эффекта от реализации программы повышения энергоэффективности промышленного предприятия. Для анализа значимости факторов в силу невозможности количественной оценки некоторых из них был выбран метод экспертных оценок (метод непосредственного оценивания) [103].
Сущность метода экспертных оценок заключается в рациональной организации проведения экспертами анализа проблемы с количественной оценкой суждений и обработкой их результатов. Обобщенное мнение группы экспертов принимается как решение проблемы [92].
В процессе принятия решений эксперты выполняют информационную и аналитическую работу по формированию и оценке решений.
Для проведения экспертной оценки была сформирована группа из 19 высококвалифицированных специалистов, занимающих руководящие посты промышленных предприятий Пензенской области, ученых Пензенского государственного университета и Пензенского государственного университета архитектуры и строительства, имеющих большой опыт в исследовании проблемы энергосбережения и энергоэффективности. Численность экспертной группы определена в интервале от 10 до 20 человек на основе рекомендаций таких авторов, как Н.М. Громов, А.П. Щербак [29, 104].
Экспертный опрос проходил в два этапа. На первом этапе были отсеяны факторы, имеющие крайне низкую, с точки зрения экспертов, значимость. По результатам опроса некоторые факторы были объединены, например, внешний и внутренний энергоаудит, а обобщен фактор стимулирования экономии ТЭР персоналом. Итоговые результаты попали на второй уровень экспертного опроса, после чего значения оценок были подвергнуты анализу (приложение Д).
По требованиям анкеты эксперты присвоили баллы факторам согласно их значимости. Интервал оценки – от 1 до 10, чем выше важность фактора – тем выше балл. После первичной оценки факторов были выделены группы с одинаковыми баллами. Эксперты оценили значимость факторов внутри этих групп добавлением 0,1 в порядке возрастания значимости.
Для подтверждения результатов экспертной оценки в соответствии с требованиями теории статистики необходимо провести расчет коэффициента конкордации Кендалла, оценивающего согласованность экспертов [37, 49, 104]:
Методика оценки влияния факторов, определяющих энергоэффективность промышленного предприятия
Нормативные значения коэффициентов оценки служб, задействованных в управлении энергоэффективностью промышленного предприятия, рассчитаны на основании среднего значения указанных экспертной группой величин и следующих аргументов:
1) значение коэффициента выполнения плана по выпуску продукции Квпв = 0,9. Неполное выполнение плана по внедряемым с целью повышения энергоэффективности мероприятиям в некоторых случаях является более критичным в силу специфики объекта внедрения. Часть мероприятий может планироваться не с кратко- и среднесрочной целью получения экономической выгоды, а с целью снижения затрат ТЭР при сохранении уровня себестоимости выпускаемой продукции. Такие мероприятия, как правило, имеют отложенные цели, например, снижение общей нагрузки на трансформаторные подстанции предприятия, хранилища ГСМ в преддверии введения новых производственных мощностей. Это позволит избежать в будущем необходимости ввода в эксплуатацию дополнительных трансформаторов напряжения, строительства новых технических сооружений. Помимо этого, часть мероприятий может осуществляться с целью выполнения устанавливаемых государственными органами норм по энергосбережению и энергоэффективности, что повлечет за собой применение к промышленному предприятию льгот либо наложение санкций;
2) значение коэффициента выполнения плана по мероприятиям повышения энергоэффективности Квпм = 0,85 на основании анализа исследованных автором проектов мероприятий по повышению энергоэффективности;
3) значение эффективности работы службы нормирования Квнз=1,05. Данный показатель зависит, в первую очередь, от способа нормирования, применяемого на промышленном предприятии. Часть промышленных предприятий до сих пор использует разработанные несколько десятков лет назад общемашиностроительные укрупненные нормативы, часть – разрабатывает собственные. Как правило, вводимые нормативы учитывают определенную долю брака и дополнительные затраты рабочего времени, свойственные для этого производства. Превышение нормативов затрат является крайне негативным фактором, требующим скорейшего выявления и ликвидации причины;
4) значение коэффициента изменения удельных прямых затрат ТЭР основного изделия Купз , т.к. снижение этого значения является свидетельством эффективности процесса управления энергоэффективностью промышленного предприятия за отчетный период. Поддержание значения этого коэффициента равным 1 сигнализирует о сохранении уровня удельных затрат, что на сегодняшний день на многих промышленных предприятиях является достаточно сложной проблемой;
5) значение коэффициента повышения эффективности инфраструктуры и снабжения ТЭР =1. Это обусловлено тем фактом, что данная инфраструктура на многих промышленных предприятиях достаточно изношена, а вложений в ее модернизацию и капитальный ремонт почти не производится. Следовательно, первоначальной целью работы служб главного энергетика и главного инженера является сохранение уровня потерь и недопущение повышения их массовой доли в закупаемых ТЭР в течение длительного периода времени;
6) значения коэффициентов и . Опыта применения системы стимулирования экономии ТЭР персоналом на промышленных предприятиях России и Пензенской области почти нет, имеющийся же опыт нельзя признать достаточным для установления минимальных значений коэффициентов. Поэтому в качестве ориентира использован опыт зарубежных стран.
Так, в письме, опубликованном Министерством архитектуры и строительства Республики Беларусь от 08.06.2007 N 06-3-06-ЭО/343 «О внедрении в организациях экономических механизмов стимулирования энергосбережения», указываются источники финансирования фонда энергосбережения – фактическая экономия ТЭР, устанавливается фонд премирования работников в размере 50% от фонда энергосбережения [65]. В 2012 году размер был увеличен до 80% при корректировке соответствующих нормативов затрат ТЭР [70].
В положении о материальном стимулировании коллективов и отдельных работников предприятий, организаций и учреждений за экономию топливно энергетических ресурсов в общественном производстве, утвержденном приказом Госкомэнергосбережения и Минэкономики Украины от 21.06.2000 N 47/127, указан максимальный фонд премирования персонала за экономию ТЭР в размере 30% от стоимости сэкономленных приобретенных энергоресурсов. Более того, данное положение является, по сути, методическим материалом для разработки на предприятиях собственной системы стимулирования экономии ТЭР персоналом [66].
Разработка подпроцесса планирования энергоэффективности промышленного предприятия
Сценарный анализ влияния возможных изменений конъюнктуры рынка сбыта, ТЭР на энергоэффективность промышленного предприятия включает в себя: 1) вероятностный анализ возможных изменений отдельных факторов, например, цен ТЭР, с уточнением прогнозируемого диапазона изменений; 2) анализ влияния вероятных прогнозируемых изменений этих факторов на основании предлагаемой автором методики оценки влияния факторов на энергоэффективность промышленного предприятия; 3) разработка стратегии реагирования промышленного предприятия на вероятные изменения внешних факторов.
Разработка стратегии включает в себя применение таких инструментов, как изменение производственной программы, структуры производства, отпускных цен, требования к изменению производственного процесса с целью снижения негативного эффекта от изменений конъюнктуры рынка сбыта, ТЭР. Данная стратегия позволяет использовать уже разработанные инструменты с целью минимизации временного промежутка, возникающего между моментом изменения какого-либо фактора и моментом реагирования руководства промышленного предприятия, что приводит к экономии денежных средств, конкурентному преимуществу в рамках отрасли.
На основании приведенных в приложении Л результатов расчетов влияния запланированных в 2013 году мероприятий по повышению энергоэффективности промышленного предприятия на примере ЗАО «ЦеСИС НИКИРЭТ» проведем сравнительный анализ этих мероприятий.
Энергоэффективность этого промышленного предприятия в результате: 1) установки устройств компенсации реактивной мощности на вводе и у потребителей реактивной энергии увеличится на 0,00735 млн руб./т.у.т.; 2) модернизации и частичной замены системы освещения, установки датчиков движения для системы освещения увеличится на 0,00130 млн руб./т.у.т.; 3) применения резьбонакатной головки для производства анкерных болтов увеличится на 0,00104 млн руб./т.у.т.; 4) применения конденсаторной сварки для приварки метизов к листу (изделие Столб сигнальный) увеличится на 0,00369 млн руб./т.у.т.; 5) применения технологии термосверления для формирования резьбовых отверстий в тонкостенных профилях (изделие Столб заграждения) увеличится на 0,00049 млн руб./т.у.т.; 6) замены заготовки для производства скоб увеличится на 0,00036 млн руб./т.у.т.. На основании этого можно сделать вывод, что произойдет увеличение энергоэффективности с 0,350 млн руб./т.у.т. до 0,364 млн руб./т.у.т., т.е. на 4%. Таблица 25 – Показатели эффективности мероприятий по повышению энергоэффективности ЗАО «ЦеСИС НИКИРЭТ» в 2013 году Мероприятие Вложения, тыс. руб. ТЭР,т.у.т. Р, тыс. руб. Эмер, т.у.т./ тыс. руб. Эмер,%
Установка устройств компенсации реактивной мощности на вводе и у потребителей реактивной энергии [22, 67] 375,5 61,18 710,4 0,163 189,2 Замена и модернизация системы освещения, установка датчиков движения для системы освещения 120 10,27 119,2 0,086 99,4 Применение резьбонакатной головки для производства анкерных болтов 45,4 8,68 100,8 0,191 222 Применение конденсаторной сварки для приварки метизов к листу (изделие Столб сигнальный) 150 30,14 350 0,201 233 Применение технологии термо-сверления для формирования резьбовых отверстий в тонкостенных профилях (изделие Столб заграждения) 45 3,88 45 0,086 100
На рисунке 20 представлено графическое сравнение результатов этих мероприятий. При этом результаты мероприятий по замене заготовки для производства скобы не включаются в график, т.к. они не требуют никаких материальных вложений.
Графики рисунка 20 позволяют наглядно оценить различия в эффективности предлагаемых мероприятий. Применения конденсаторной сварки для приварки метизов к листу является наиболее эффективным мероприятием, при этом ее внедрение в производство позволит сэкономить значимый объем ТЭР.
На втором месте по значимости стоит применение резьбонакатной головки для производства анкерных болтов. Однако результат модернизации технологии относительно мал – всего 8,68 т.у.т., что не приведет к значительному повышению энергоэффективности предприятия.
Особого внимания заслуживает мероприятие по установке устройств компенсации реактивной мощности на вводе и у потребителей реактивной энергии, т.к. при относительно высоком уровне эффективности оно обеспечивает значительную экономию ТЭР.
Замена и модернизация системы освещения, применение технологии термосверления имеют примерно одинаковую, низкую по сравнению с другими мероприятиями эффективность, при этом отличаются величиной вложений. Следовательно, решение о внедрении того или иного мероприятия будет основываться на величине доступных денежных средств и требуемом уровне экономии ТЭР.
При этом совокупная стоимость реализации всех предлагаемых мероприятий является относительно небольшой, что является основанием для рекомендации их всех.
Следует отметить, что фактические показатели экономии ТЭР могут отличаться от плановых. Так, например, в ходе внедрения технологии термосверления для формирования резьбовых отверстий в тонкостенных профилях было выявлено, что экономия достижима только при ее применении совместно с автоматизированной линией сверления с числовым программным управлением. При использовании комплектов на стандартных сверлильных станках типа 2М112 затраты электроэнергии увеличиваются по сравнению с базовым значением на 100–150%, а повторяемость формы и качества отсутствует.
