Характеристика экономичных источников освещения

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова»

РЕФЕРАТ

Тема: «Характеристика экономичных источников освещения»

Москва 2014

Содержание

Введение

1. Пути внедрения ресурсосберегающих технологий

2. Эффективность использования электроэнергии для освещения

2.1 Разборная компактная люминесцентная лампа накаливания (КЛЛ) как альтернатива лампе накаливания

2.2 Переход к экономичным источникам света светодиодам

3. Оценка и сравнение экономической эффективности внедрения современных видов освещения

4. Проблемы и особенности формирования региональных программ энергосбережения

5. Сравнение мер российской политики повышения энергоэффективности с мерами, принятыми в развитых странах

6. Совершенствование механизма внедрения инновационных энергосберегающих технологий

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Задача рационального использования электроэнергии и снижения затрат на освещение всегда относилась к важнейшим проблемам. От того, насколько успешно она решается, зависит эффективность использования материальных и энергетических ресурсов, расходуемых на освещение. В условиях напряженности топливно - энергетического баланса, сложившейся во второй половине 20 века в результате бурного развития промышленного производства и резкого возрастания потребления энергии на производстве и в быту, вопросы экономии энергетических ресурсов стали особенно актуальными. Существующие энергетические ресурсы ограничены, поэтому возросла потребность в проведении строгого и тщательного анализа обоснованности расходов на освещение, а также в изыскании путей, обеспечивающих наиболее эффективное использование энергоресурсов.

Требуются новые теоретико-методические подходы к формированию нормативной базы по нормированию расхода энергоресурсов в условиях нестабильной рыночной ситуации, к стимулированию работников предприятий за снижение энергоемкости производства, создание соответствующей нормативно-правовой базы энергоснабжения и энергопотребления. Все эти актуальные вопросы требуют дальнейшего глубокого анализа, оценки и совершенствования управления энергосбережением и как следствие использование экономичных источников освещения. Высокая научная и практическая значимость отмеченных проблем предопределили выбор темы и направления курсовой работы.

Объект исследования - экономичные источники освещения.

Предмет исследования - характеристика различных экономичных источников освещения, совершенствование механизма.

Целью является рассмотрение и анализ путей минимизирования затрат отрасли электроэнергетики посредством внедрения экономичных источников освещения.

Достижение поставленной цели вызвало необходимость постановки и решения следующих задач:

- Указать пути внедрения ресурсосберегающих технологий

- Рассмотреть эффективность использования электроэнергии для освещения на примере КЛЛ, светодиодов и других энергосберегающих источников

- Оценить и сравнить экономические эффективности внедрения современных видов освещения

- Провести анализ мер российской политики повышения энергоэффективности с мерами, принятыми в развитых странах

- Определить совершенствование механизма внедрения инновационных энергосберегающих технологий

Теоретической и методологической основой курсовой работы являются материалы, содержащиеся в научных трудах отечественных и зарубежных ученых, официальные документы, законодательные акты, материалы научно - практических конференций, диссертации и авторефераты диссертаций.

Работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы.

1. Пути внедрения ресурсосберегающих технологий

Существует масса причин, заставляющих предприятие заниматься изучением ресурсов. Причины, обусловливающие эту необходимость, могут быть различны, однако в целом их можно подразделить на следующие виды: улучшение финансовых показателей, повышение уровня производства, наращивание объемов производственной деятельности и уменьшение нагрузки на окружающую среду.

Основным принципом является энергосбережение. Оно включает в себя ряд мероприятий, главное из которых - замена ламп накаливания на энергосберегающие (люминесцентная и светодиодная).

Люминесцентная лампа - газоразрядный источник света, в котором видимый свет излучается в основном люминофором, который, в свою очередь, светится под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; сам же разряд излучает тоже излучает видимы свет, но значительно в меньшей степени. В люминесцентных лампах свет производится с помощью ртути и нанесенного на внутренней стороне колбы лампы люминесцентного слоя. Люминесцентные лампы рассчитаны на оптимальную окружающую температуру, которая обычно совпадает с комнатной (18-25 градусов по Цельсию). При меньших или больших температурах светоотдача лампы падает. Средний полезный срок службы люминесцентных ламп в зависимости от модели составляет 8000 ч. [15].

Светодиод - полупроводниковый прибор с электронно - дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра, его спектральные характеристики зависят во многом от химического состава использованных в нем полупроводников. Принцип действия светодиода основан на электролюминесценции кристалла полупроводника при протекании через него тока. Ток проходит через полупроводниковый диод, вызывая движение электронов и дырок. Встреча электрона и дырки вызывает испускание фотона определенного цвета, зависящего от полупроводника [16]. Применение светодиодных ламп сокращает потребление электроэнергии на освещение до 90% в сравнении с дампами накаливания и более чем на 50% в сравнении с люминесцентными лампами. У них более длительный срок службы - 50 000 - 100 000 ч.

Вторая технология - применение систем автоматического контроля освещения, которые автоматически выключают осветительные и другие электроприборы, пока они не используются, а также регулируют освещенность различных помещений.

Датчик движения - прибор автоматического включения света при появлении человека в зоне чувствительности прибора. Если движение прекращается, свет гаснет. Время, спустя которое гаснет свет, у разных моделей различно, и, как правило, может регулироваться.

Датчик присутствия - прибор автоматического включения света при присутствии человека в зоне чувствительности прибора.

Датчики движения и присутствия реагируют на появление и исчезновение инфракрасного света на фотоэлементе.

Датчики движения более просты по конструкции и реагируют только на активные движения, например, идущего человека.

Датчик присутствия реагирует на все незначительные движения, обычно совершаемые человеком, когда он стоит или сидит: движение пальцев по клавиатуре, покачивание головы и.т.п. Если человек будет сидеть абсолютно неподвижно, то через заданное время датчик отключит свет.

Фотореле или сумеречные выключатели состоят из датчика освещенности и управляющего реле. При снижении освещенности ниже заданного уровня датчик подает сигнал на реле, выключающее свет. При повышении уровня освещенности реле по сигналу датчика отключает освещение. Выключатель с задержкой времени с встроенным реле самостоятельно гасит освещение через заданный промежуток времени. Применятся для экономии электроэнергии при освещении лестничных клеток и других мало используемых помещений, с предупреждающим миганием перед отключением освещения [17].

Третья технология - внедрение многотарифных электросчетчиков, которые даёт возможность платить за электричество по разным тарифам - в зависимости от времени суток.

Следующее мероприятие - использование энергоэффективных электроприборов: классы энергоэффективности A, B и C указывают на экономичность, класс D называют промежуточным, а вот классы E, F и G считаются неэкономичными. Энергосберегающие модели стоят дороже, но их использование позволяет сэкономить 2/3 потребляемой энергии.

Таблица 1. Сравнительный анализ затрат при использовании обычных и энергосберегающих ламп

Показатель	Лампа накаливания	Люминесцентная лампа	Светодиодная лампа
Мощность, кВт	0,075	0,015	0,01
Срок службы, ч	1000	8000	80 000
Цена лампы, руб	10	150	2000
Затраты на э/э за месяц, руб	47,35	157,47	2 004,98
Затраты на э/э за 1 год, руб	478,2	239,64	2 059,76
Затраты на э/э за 3 года, руб	1574	448,8	2 199,2
Затраты на э/э за 33 года, руб	15 740	4 488	3992
Количество выделившегося углекислого газа в атмосферу за год, кг	126	25,2	16,8

По данным таблицы 1 видно, что лампа накаливания относительно дешевая, но потребляет при этом существенное количество энергии, имеет небольшой срок службы и выделяет в атмосферу большое количество углекислого газа. Поэтому нужно использовать энергосберегающие лампы. Так как они потребляют минимум энергии, более чем в 5 раз меньше выделяют в атмосферу углекислого газа. Стоимость светодиодной лампы значительно выше, чем люминесцентная, но срок службы оправдывает цену.

С точки зрения экономического критерия самый эффективный подход - переход на люминесцентные лампы.

С другой стороны, светодиодные лампы являются самыми приемлемыми с точки зрения экологического критерия, в частности выбросы углекислого газа в атмосферу.

ресурсосберегающий лампа освещение

2. Эффективность использования электроэнергии для освещения

По оценке Международного энергетического агентства 19 % всей потребляемой в мире электроэнергии расходуется на освещение. Современные световые технологии позволяют сэкономить до 40 % потребляемой электроэнергии, что в мировом масштабе эквивалентно 106 млрд евро в год.

Экономия электроэнергии может быть получена в результате оптимизации светотехнической части ОУ (осветительной установки) и осветительных сетей, систем управления и регулирования освещения, рациональной организации эксплуатации освещения.

Оптимизация светотехнической части ОУ и осветительных сетей включает в себя следующие мероприятия: правильный выбор системы освещения и типов ИС; принятие экономичных схем размещения светильников; правильный выбор типов светильников по светораспределению и конструктивному исполнению.

Основной тип ламп, используемый в различных бюджетных учреждениях, -- это ЛЛ. Лампы высокого давления применяются в меньшей степени, в основном для освещения промышленных предприятий, спортивных залов и прилегающей территории. Лампы накаливания имеют самую низкую световую отдачу и самый малый срок службы. Чаще всего ЛН используются в бюджетных учреждениях во вспомогательных и подсобных помещениях, коридорах и на лестничных клетках, а также там, где другие лампы не подходят по условиям окружающей среды (повышенная влажность и др.), или при специальных требованиях по ограничению радиопомех. На срок службы ЛН сильно влияет значение напряжения питания.

Световая отдача ЛЛ составляет 50--115 лм/Вт, что намного выше, чем у ЛН. Срок службы ЛЛ (не менее 5000 ч) также существенно выше срока службы ЛН.

В последнее время появился новый вид ИС -- СИД. Они имеют очень большой срок службы (до 50 тыс. ч) и высокую световую отдачу. На лабораторных образцах СИД достигнута рекордная световая отдача -- 250 лм/Вт; доступные СИД некоторых фирм (Cree, Philips, OSRAM, ?Оптоган?) имеют световую отдачу более 100 лм/Вт.

В области энергосбережения СИД открывают беспрецедентные перспективы.

В табл. 2 представлены некоторые параметры основных групп ИС, главной из которых является показатель удельной световой энергии, вырабатываемой за срок службы. Если световую энергию от ЛН принять за единицу, то все остальные типы ламп многократно (в несколько раз или даже на порядки) вырабатывают больше световой энергии.

Таблица 2. Основные параметры ИС

Тип	Средний срок службы. тыс. ч	Индекс цветопередачи, R	Световая отдача, лм/Вт	Удельная световая энергия, вырабатываемая за срок службы (среднее значение)
	Млм*ч/Вт	Отн.ед
ЛН	1	100	8 - 17	0,013	1
КЛЛ	10 - 20	57 - 92	48 - 104	1,140	88
ДРЛ	12 - 24	40 - 57	19 - 63	0,738	57
НЛВД	10 - 28	21 - 40	66 - 150	2,050	157
МГЛ	3,5 - 20	65 - 93	68 - 120	1,020	78
СИД	25	85 - 90	До 150	2,500	192

Необходимо отметить, что ЛН, которые сыграли огромную роль в развитии человечества, сегодня являются устаревшими ИС. Во многих странах мира это очень отчетливо осознают, и в последнее время там принимают эффективные меры по вытеснению ЛН. [14].

2.1 Разборная компактная люминесцентная лампа накаливания (КЛЛ) как альтернатива лампе накаливания

По всему миру идет процесс планомерного ввода ограничительных мер на производство и эксплуатацию ламп накаливания и замены их на компактные люминесцентные лампы. Ограничительные меры вводят и в России. Закон, запрещающий продажу и использование ламп накаливания, вступит в силу с 1 января 2014 года.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) значительно энергоэффективней и долговечней ламп накаливания. Энергосберегающие лампы позволяют сократить потребление электрической энергии в 4-5 раз [18], что в итоге уменьшает нагрузку на электропроводку, сокращает производство электрической энергии и как следствие - выбросы парниковых газов за счет меньшего сжигание топлива на электростанциях.

За последние десять лет КЛЛ стали активно использоваться на производстве и в быту, а, следовательно, встает вопрос их утилизации. Такие лампы не могут утилизироваться как обычные бытовые отходы, так как содержат в своем составе опасные вещества - пары ртути, необходимые для создания флуоресцентного явления в люминофоре. Так же лампа содержит в себе и другие компоненты - пластмассовый корпус и электронную пускорегулирующую аппаратуру (ЭПРА) необходимую для стабильной работы лампы. В настоящее время централизованный сбор КЛЛ у населения, на государственном уровне, не решён полностью. Вопрос утилизации ламп остается открытым. В ряде крупных городов существуют специальные контейнеры для КЛЛ ламп, а также специальные пункты приема, в которых гражданину необходимо заплатить утилизационный сбор за сдачу лампы. Поэтому, как правило, граждане просто выкидывают эти лампы в мусорные контейнеры для бытовых отходов.

Предлагаемая идея:

Компактная люминесцентная лампа представлена на рисунке 1. Она состоит из колбы с люминофорным покрытием, в которой содержатся пары ртути и впаяны нити накала - 1, электронной пускорегулирующей аппаратуры - 2, пластмассового корпуса - 3 и цинкового цоколя - 4.

Рис. 1. Устройство энергосберегающей лампы

Компактные люминесцентные лампы -- это суть, наследники обычных газоразрядных люминесцентных ламп низкого давления, привычные для нас, «трубчатые» или «линейные» люминесцентные лампы дневного света, которые устанавливают в школах, садах и административных зданиях. Основное различие между компактной и «трубчатой» лампой заключается в пускорегулирующей аппаратуре, в компактных она электронная и встроена в корпус, а в «трубчатых» электрическая (в современных применяют электронную) и установлена отдельно от лампы.

Принцип действия люминесцентных ламп следующий: из колбы лампы откачен воздух и в нее впущено очень немного инертного газа - аргона, кроме того в колбе находится капелька ртути, которая при разогревании электродов колбы превращается в ртутный пар. С обоих концов трубки впаяны электроды, представляющие собой спираль из вольфрамовой нити, покрытой окисью бария. Лампа работает так, что когда её включают в электрическую сеть, ток проходит по её электродам и раскаляет их. Атомы бария, находящиеся на поверхности электродов, начинают отдавать в пространство трубки свои электроны, последние устремляются к положительно заряженному электроду трубки - аноду. При своем движении электроны сталкиваются с атомами ртути и аргона, которые от ударов электронов сами заряжаются, превращаясь в ионы. После прогрева электродов (1-2 секунды), на них прекращает подаваться напряжение. За счет пускорегулирующей аппаратуры, ток начинает идти уже не по нитям накала, а прямо через трубку от одного электрода к другому, носителями этого тока являются потоки ионов - заряженных атомов ртути и аргона. Происходит явление, которое называется - фотолюминесценция [19].

Описанный принцип работы, как у «трубчатых» ламп, так и у современных КЛЛ одинаков. Для использования КЛЛ не требуется ни каких технических знаний, достаточно выкрутить из люстры или светильника лампу накаливания и вкрутить на её место энергосберегающую. Это очень удобно для потребителя.

Отказ от моноблочной конструкции, использование выносной ЭПРА позволит повысить эффективность использования КЛЛ, а также уменьшить производство ЭПРА. Использование выносной ЭПРА позволит сократить производство и выпуск пускорегулирующей аппаратуры. Установка отдельной ЭПРА позволит снизить цену на энергосберегающую лампу, которая в настоящий момент высока [21, 22]. При выносной ЭПРА нет необходимости устанавливать её в каждую КЛЛ.

К сожалению, при использовании выносной ЭПРА возникают технические проблемы. Их суть в следующем:

- Потребителю необходимо установить ЭПРА, для чего потребуется вызывать специалиста.

- Люминесцентная лампа без ЭПРА с использованием стандартного цоколя, при её не правильной эксплуатации может нанести вред здоровью потребителя.

Существует вероятность, когда потребитель не знакомый с системой подключения этих ламп через ЭПРА, вкрутит колбу не посредственно в патрон люстры, что может привести к взрыву лампы. Для устранения такой вероятности потребуется применения цоколя другого стандарта, что опять же усложнит использование идеи выносной ЭПРА. Базируясь на приведенных выше недостатках, целесообразнее всего применить такую схему использования КЛЛ, что бы ЭПРА была выносной, но в то же время легко встраиваемой, без помощи специалистов, а также колба лампы была с не стандартным цоколем, чтобы исключить вероятность её включения в сеть без ЭПРА. Представленную выше схему можно реализовать следующим инженерным решением: установить ЭПРА в корпус со стандартным цоколем Е27 или Е14, а колбу лампы оснастить специальным креплением-защелкой которое будет фиксировать колбу в корпусе ЭПРА. Более детально решение представлено на рисунке 2 и 3. Данное решение позволяет не изменять систему электропроводки. Такое решение эффективно применять в люстрах, состоящих из нескольких ламп.

Рис.2 Пример разборной КЛЛ

Рис.3 Принцип работы крепления - защелки

Реализация идеи ЭПРА позволит упростить процесс утилизации КЛЛ. При использовании выносной ЭПРА, на предприятиях по утилизации отходов не надо будет сортировать электронные компоненты КЛЛ. Что повысит эффективность работы утилизирующих предприятий и снизит материальные затраты на утилизацию.

2.2 Переход к экономичным источникам света светодиодам

На сегодняшний день рынок светотехнической продукции представлен большим разнообразием ламп и светильников, в числе которых светодиодные лампы являются, пожалуй, самыми молодыми и перспективными. Кроме того, ориентируясь на все возрастающую проблему экономии потребляемой энергии, нельзя найти наиболее подходящий тип лампы, который удовлетворял бы современным потребностям. В связи с этим в мире каждый год принимаются программы, направленные на переход к экономичным источникам света:

1) Программа ООН по окружающей среде (UNEP) и Глобальный экологический фонд (GEF) к 2016 году намерены заменить все лампы накаливания в мире на более современные и энергоэффективные - компактные люминесцентные и светодиодные. Проект en.lighten предполагает переход к более современным и «зеленым» технологиям в освещении, на которое тратится около 20% всей электроэнергии в мире;

2) В Германии и других странах ЕС с 2012 года была запрещена продажа ламп накаливания мощностью в 10 ватт, до этого с магазинных лавок исчезли лампы с номинальной мощностью в 100 ватт, а затем в 60 и 40 ватт;

3) С 1 января 2011 года в России запрещено производство и оборот традиционных ламп накаливания мощностью более 100 ватт [23].

Отказ от ламп накаливания обусловлен стремлением стран оптимизировать расход электроэнергии и снизить выброс углекислого газа. По различным оценкам при использовании энергосберегающих ламп можно сэкономить до 18-20% всех затрат произведенной электроэнергии [24].

Таблица 3.

Преимущества	Недостатки
Традиционные лампы накаливания, галогеновые лампы, галогеновые лампы с инфракрасным напылением и др.
Непрерывный спектр излучения; невысокая стоимость; небольшие размеры; простота осветительной арматуры; отсутствие токсичных компонентов; возможность работы как на постоянном токе, так и на переменном; возможность изготовления ламп, рассчитанных на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт)	Низкая световая отдача; малый срок службы, порядка 1000 часов; зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения; цветовая температура лежит только в пределах 2300-2900 K, что придаёт свету желтоватый оттенок
Газоразрядные лампы низкого давления
Светоотдача порядка 40-60 лм/Вт, для ламп с холодным катодом может быть выше; больший срок службы для серийных продуктов порядка 5000-10000 часов; низкая габаритная яркость	Содержат ртуть и требуют специальной утилизации; требуют времени для включения и выхода на максимальный режим; побочное ультрафиолетовое излучение; механическая хрупкость; большие габариты; невозможность применения при низких температурах; проблема утилизации; пульсация светового потока, линейчатый спектр света
Единичные светодиоды и светодиодные матрицы
Высокая светоотдача; длительный срок службы; низкое напряжение питания; отсутствие вредных компонентов; возможность управления яркостью и цветом излучения; интеллектуальное управление; возможность работы при низких температурах (до десятков К); широкий диапазон цветовых температур 2500 - 10000 К	На сегодняшний день - высокая стоимость; проблемы теплового контроля; снижение эффективности при повышении мощности и температуры

Таким образом, производители и конструктора все чаще делают свой выбор в пользу светодиодов. Основной привлекательной чертой светодиодных технологий является сочетание компактных размеров, высокой по сравнению с альтернативными технологическими решениями энергоэффективности, возможности быстрого управления свечением, сравнительно долгий срок службы, энергобезопасность, механическая прочность, малая чувствительность к температурным дрейфам, отсутствие вредных составляющих. Благодаря этим свойствам светодиоды находят применение в таких приложениях, как освещение (в качестве энергоэффективных источников света, готовых для интеллектуальных схем управления освещением) и отображение информации (в качестве индивидуальных индикаторов и дисплейных панелей, как малого, так и большого размера).

Российский рынок светодиодов только начинает развиваться, объемы производств еще недостаточны. На текущий момент известно лишь три компании, производящие собственные чипы, остальные же осуществляют сборку светильников на базе зарубежных материалов, экспортируемых преимущественно из Китая - лидера мировых продаж. Безусловно, ожидается рост объемов производства и становление собственного конкурентоспособного рынка. Для этого, необходимо, прежде всего, повышать уровень квалификации специалистов, внедрять новые технологии, обеспечивать необходимые рабочие условия, т. к. отечественные кристаллы - основы светильников, значительно уступают по своему качеству кристаллам, поставляемым на мировой рынок. При этом существует значительный задел фундаментальных исследований в сфере светодиодов, сопоставимый, по мнению экспертов, с международным уровнем. Даже в период бурного роста мирового рынка российский рынок светодиодов развивался медленнее мирового примерно в два раза. Темпы роста рынка в 2001-2003 гг. составляли порядка 20-25%, в 2004-2008 гг. они снизились до 10-12%.

Пессимистический сценарий предполагает, что российский рынок не сможет превысить 1% от мирового рынка в силу инертности потребителей, несовершенства нормативной базы, низкой рыночной ориентированности производителей и других негативных факторов.

Оптимистический сценарий предусматривает, что в силу больших размеров территории страны, сложных погодных условий, достаточно инновационного характера потребления, а также при должном уровне поддержки со стороны государства и своевременном решении нормативных вопросов российский рынок светодиодов может составить до 5% от мирового.

Умеренный (средний) сценарий носит инерционный характер, опираясь на предположение, что в долгосрочной перспективе развитие российского рынка светодиодов всего лишь вернется к докризисной тенденции (темпы роста останутся в два раза ниже мировых).

Подводя итоги, можно сказать, что переход на энергосберегающее освещение является, несомненно, правильным и эффективным решением, позволяющим получать существенную экономию не только в глобальных масштабах, но также и на уровне предприятия, семьи.

Относительно России, внедрение данного проекта имеет следующие трудности:

1. Отечественный рынок еще недостаточно развит для полного отказа от традиционных ламп накаливания;

2. Необходимо добиться высокого качества продукции и наладить технологию производства;

3. Спрос на светодиодную продукцию невелик из-за удерживания достаточно высокой цены;

4. Ложное мнение, сложившееся в обществе о том, что экономичнее приобретать более дешевые лампы, когда на самом деле дорогой энергосберегающий источник света окупает себя в разы и оказывается более выгодным товаром. Интересно, что это правило действует также и в области самих светодиодов, т. е. для большей экономии лучше приобретать дорогие светодиоды, а не дешевые [26].

3. Оценка и сравнение экономической эффективности внедрения современных видов освещения

В последнее время все большую актуальность приобретает проблема рационального использования энергии. В Российской на данный момент внедрение энергосбережения регламентируется Федеральным законом N 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Одна из основных идей документа - повышение энергоэффективности во всех отраслях энергопотребления. «Энергетическая эффективность - 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» [31]. Экономическая эффективность энергосбережения определяется как отношение разности между стоимостью сбереженной энергии и стоимостью мер по сбережению к нормативному сроку.

Стоимость внедрения энергосбережения благодаря прогрессу постепенно снижается. При этом потребность в энергии остается на стабильно высоком уровне. Как видно из табл. 4, цены на энергию растут значительными темпами. На фоне такого роста проблема неэффективного потребления энергии становится острее с каждым годом, а проведение мероприятий по повышению энергоэффективности становятся все более выгодными.

Как видно из табл. 5, потребление энергии населением составляет

11 - 12% всего потребления энергии, поэтому внедрение энергосберегающих технологий в бытовой сфере - немаловажная задача. Закон N 261-ФЗ вводит ограничение на использование ламп накаливания на территории Российской Федерации вплоть до полного их запрета в ближайшем будущем. На замену лампам накаливания предлагаются энергосберегающие люминесцентные и светодиодные лампы.

Люминесцентные лампы дают значительный прирост светового потока на единицу потребляемой мощности в сравнении с лампами накаливания, имеют средний срок службы.

Таблица 4. Средняя цена приобретения электроэнергии [29]

Год	1995	2000	2005	2006	2007	2008	2009	2010
Средняя цена приобретения электроэнергии за 100 кВт*ч (на конец года - рублей, 1995г. - тыс. рублей)	185	410	914	1016	1009	1284	1551	1539

Таблица 5. Электробаланс (миллиардов киловатт - часов) [28]

Годы	2005	2006	2007	2008	2009
Потреблено электроэнергии всего	940,7	980	1002,5	1022,8	977,2
В том числе	Добыча полезных ископаемых, обрабатывающие производства, производство и распределение электроэнергии	497,4	534,1	558,2	570	533,2
	Сельское хозяйство, охота и лесное хозяйство (производственные нужды)	16,9	16,8	16,2	15,5	16,6
	строительство	9,5	10,5	11,5	12,1	10,6
	Транспорт и связь	83,2	85,9	86,6	86,7	84
	Другие виды экономической деятельности	112,2	112,6	109,2	112,2	110,7
	население	108,9	112,5	115,9	117,1	121,1
	Потери в электросетях	112,6	107,6	104,9	109,2	101

Таблица 6. Сравнение характеристик различных видов ламп

Тип лампы	Световой поток, люмен	Потребляемый мощность, Вт	Срок службы, ч	Средняя стоимость, р
Лампа накаливания	710	60	1000	11
Люминесцентная лампа	700	11	10000	140
Светодиодная лампа	720	10	50000	1600
Светодиодная лампа с люминофором	700	10	50000	650

Главное преимущество таких ламп - относительно невысокая стоимость при значительном коэффициенте светоотдачи. В быту обычно используются компактные люминесцентные лампы под патрон Е27. Однако люминесцентные лампы из-за присутствия в них паров ртути требуют специальной процедуры утилизации. К сожалению, на данный момент такие лампы при использовании населением практически не утилизируются должным образом, а просто выбрасываются на свалки, что создает угрозу значительного загрязнения окружающей среды. За последние годы во многих регионах для наладки процесса утилизации таких ламп немало сделано [30].

Главная проблема здесь - низкая сознательность населения. Недостаточно пунктов сбора ртутьсодержащих ламп для утилизации. Светодиодные лампы появились относительно недавно. Они характеризуются длительным сроком службы, низким энергопотреблением. Световая эффективность светодиодов достигает 120-150 лм/Вт. В отличие от люминесцентных ламп они экологически безопасны.

Главный их недостаток - высокая стоимость. Частично этот недостаток компенсируется в светодиодных лампах с люминофором. Благодаря тому, что диоды в этих лампах работают в узком участке спектра излучения, их эффективность увеличивается, а люминофор излучает уже в требуемом диапазоне, возбуждаясь под действием излучения светодиодов. Конечная эффективность изделия практически равна эффективности традиционных светодиодных ламп, однако за счет уменьшения количества дорогостоящих диодов значительно снижается цена изделия. Сравнение характеристик описанных типов ламп представлено в табл. 6. Будем считать, что средняя продолжительность работы лампы в быту составляет 5,5 часов в день, или примерно 2000 часов в год. Как видно из таблицы 4, средняя стоимость электроэнергии повышается примерно на 10 % в год.

График 1. Структура используемых в России источников света в 2008году [30]

Сроки окупаемости современных ламп в сравнении с лампой накаливания определяются пересечением графиков, соответствующих современным лампам, с графиком для лампы накаливания. Окупаемость люминесцентной лампы около 3 месяцев, для классической светодиодной лампы около 3 лет, для светодиодной лампы с люминофором менее полутора лет. Современные виды ламп дают значительный экономический эффект. Лучший результат показывает люминесцентная лампа. Однако текущее положение с утилизацией данного вида ламп оставляет желать лучшего. Необходимы большие вложения в организацию процесса утилизации, что в конечном счете увеличит стоимость люминесцентных ламп. Достаточно высокий результат у светодиодной лампы с люминофором. Срок окупаемости к лампе накаливания составляет чуть больше года. Учитывая отсутствие необходимости специальной процедуры утилизации, внедрение таких ламп в бытовое освещение выглядит достаточно перспективным. Классическая светодиодная лампа требует высоких первоначальных затрат при практически том же уровне экономии энергии. Внедрение таких ламп, возможно, будет перспективным при отработке технологии производства и снижении цены. Из распределения используемых источников света видно, что люминесцентные и компактные люминесцентные лампы приобрели немалую популярность. Вследствие чего мы рекомендуем проводить замену ламп накаливания в несколько этапов.

На первом этапе производить замену ламп накаливания на люминесцентные и компактные люминесцентные лампы. Благодаря достаточно быстрой окупаемости этот этап не будет финансово обременительным. Главная задача при реализации этого этапа - наладить безопасную утилизацию ртутьсодержащих ламп.

Второй этап - замена оставшихся ламп накаливания и люминесцентных ламп на классические светодиодные лампы и светодиодные лампы с люминофором. Второй этап целесообразно начинать через 3-4 года (0,6-0,8 срока службы люминесцентных ламп) после первого этапа. При текущем уровне технологии изготовления современных видов ламп, окупаемость светодиодной лампы с люминофором в сравнении с люминесцентной лампой наступает примерно через 10 лет. Но прогресс не стоит на месте.

Скорее всего, этот срок значительно сократится за время проведения первого этапа перехода. Подводя итог, еще раз отметим высокий потенциал энергосбережения в городах и в частности в сфере ЖКХ и муниципальных учреждениях. Реализация этого потенциала в минимальные сроки - важная задача, в решении которой можно воспользоваться услугами специализированных организаций.

4. Проблемы и особенности формирования региональных программ энергосбережения

Региональная программа энергосбережения формируется комплексом энергосберегающих мероприятий и механизмов. Такие комплексные программы энергосбережения и повышения энергетической эффективности нужны, прежде всего - для получения реальной картины происходящего с потреблением энергоресурсов, без иллюзий и накопившихся в этой сфере мифов. Сводка фактического состояния потребления топлива, тепла, электроэнергии, воды в разных секторах экономики дает четкое представление об общих направлениях действий и позволяет выявить необходимые приоритеты, а в дальнейшем она необходима для выработки стратегий энергоэффективного развития территории.

Но реализация такой программы требует серьезного вложения денежных средств и участия государства, что в итоге окупается полученными результатами. Россия, учитывая ее запасы первичных топливных ресурсов, является ярким примером страны, для которой энергозависимость никогда не будет проблемой, но при этом вопросы энергосбережения и повышения энергоэффективности для нее являются не менее острыми и актуальными.

Колоссальное разнообразие регионов и ситуаций в них требует использования адаптированных под их особенности методов и моделей анализа при разработке программы энергосбережения. Регионы, как в России, так и в других странах, отличаются не только количественными показателями (населением, территорией, потреблением ТЭР, структурой промышленного производства), но и качественно. Сегодня регионы, осознавая необходимость реализации комплексной программы энергосбережения и повышения энергоэффективности, столкнулись с проблемой ее практической разработки, зачастую (особенно в России) в связи с отсутствием соответствующего алгоритма.

1. Программы «законодательного» типа - согласно требованиям законодательства (указы Президента РФ, федеральное и местное законодательство);

2. Инвестиционные программы с ограничениями по наличию ресурсов (в первую очередь финансовых) - для реализации наиболее окупаемых, первоочередных мероприятий;

3. Программы согласования (сопряжения) энергосбережения в конечном потреблении с параметрами энергоэффективности и модернизации энергоисточников;

4. Стратегии решения ключевых проблем региона (энергобезопасность, уход от дорогих видов топлива, нетрадиционные и возобновляемые источники энергии и местные источники).

В реальности, программы могут быть составными, вбирать в себя несколько типов. Комплексная программа энергосбережения есть ключевой момент формирования энергетической стратегии развития территории. Уже на стадии формирования такой стратегии должен быть осуществлен выбор типа программы энергосбережения. Программа может формироваться как набор определенных механизмов и типовых проектов в разных секторах (и подсекторах) экономики с учетом их взаимосвязи и применимости к конкретным региональным особенностям.

Процесс разработки программы энергосбережения и повышения энергетической эффективности можно представить в виде шести основных этапов:

Этап 1. Сбор исходных данных, определение формата программы.

Основным результатом первого этапа является анализ и сопоставление комплекса выявленных особенностей региона, а также предварительное определение формата (типа) программы. Этот этап позволяет получить адекватную картину проблематики эффективности энергообеспечения региона.

Этап 2. Составление топливно-энергетического баланса региона, определение потенциалов и резервов энергосбережения в разных секторах экономики.

Основным результатом второго этапа является составление топливно-энергетического баланса (ТЭБ) региона, оценка потенциалов энергосбережения в различных секторах экономики и территории в целом.

Этап 3. Выбор приоритетных направлений энергосбережения, формирование структуры программы.

Основным результатом третьего этапа является разработка концепции программы энергосбережения, т.е. формирование структуры программы на базе выбора приоритетных направлений энергосбережения и повышения энергоэффективности в регионе.

Этап 4. Подбор основных мероприятий программы для достижения приоритетов, отбор наиболее эффективных мероприятий и их увязка между собой.

Основным результатом четвертого этапа является отбор из всего комплекса мер наиболее эффективных и быстрореализуемых по сравнению с остальными.

Этап 5. Выбор мотивирующих механизмов для реализации технических мероприятий по энергосбережению и повышению энергоэффективности.

Основным результатом пятого этапа является сформированная комплексная региональная программа энергосбережения с обязательным определением, в зависимости от особенностей территории, необходимых мотивационных механизмов.

Этап 6. Мониторинг программ энергосбережения и повышения энергоэффективности при их разработке и реализации.

Основным результатом шестого этапа является обеспечение в рамках региональной программы энергосбережения комплексного мониторинга в первую очередь показателей энергопотребления в регионе. Таким образом, наличие эффективной комплексной программы энергосбережения позволяет получить целостную картину о потенциале энергосбережения в регионе, затратах на реализацию этого потенциала и предполагаемой экономии денежных средств вследствие такой реализации. Осуществлять комплексный мониторинг энергопотребления в регионе (параллельно дается оценка различных мер корректировки проводимых мероприятий механизмов).

Как показывает практика последних лет, создание региональных программ энергосбережения в современных условиях является процессом, направленным на понимание важнейших энергетических проблем региона, выявление ключевых резервов/потенциалов повышения эффективности и усиления экономически устойчивого развития региона, построение действенной системы мониторинга и управления процессами энерго- и ресурсообеспечения во всех секторах и подсекторах экономики. Развитие государственной политики энергосбережения в разных регионах проходит несколько стадий и, в зависимости от специфики территории, темп развития энергосбережения в каждом регионе будет своим.

5. Сравнение мер российской политики повышения энергоэффективности с мерами, принятыми в развитых странах

В 2009 г. Россия заняла последнее место по реализации 25 рекомендаций МЭА в отношении мер политики повышения энергоэффективности, однако с тех пор картина существенно изменилась, и ситуация заметно улучшилась. Теперь насчитывается свыше 70 нормативно-правовых актов, которые регулируют отношения в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности. У развитых стран на формирование нормативной базы ушло 20-35 лет. В России энергоснабжающие компании не имеют заданий по повышению энергоэффективности у потребителей, не запущены схемы. Опыт развитых стран с применением подобных гибких инструментов не используется.

Полностью отсутствуют меры политики по продвижению пассивных домов и домов с нулевым потреблением энергии.

Российские нормативные документы не предусматривают снижения потребления электроэнергии приборами с автоматическим включением режима малой мощности, после того как прибор не используется некоторое время. В российской статистике нет данных о среднем приведенном объеме, или средней мощности, или среднем классе энергоэффективности проданных бытовых приборов, что крайне осложняет мониторинг результативности мер по повышению энергоэффективности бытового оборудования. Не установлены меры политики для развития высокоэффективных источников света на альтернативных источниках энергии. Зарубежный опыт дает возможность опираться на него и оперативно развивать нормативную базу.

Анализ степени полноты российской политики по повышению энергоэффективности:

В 2008 г. Международным энергетическим агентством (МЭА) был опубликован список из 25 рекомендаций по мерам политики повышения энергоэффективности в различных секторах. Эти рекомендации затрагивают не все возможные меры, но создают полезную основу для их упорядочивания и для проведения межстрановых сравнений в этой области. В 2009 г. МЭА составило рейтинг реализации мер политики по повышению энергоэффективности в странах Большой восьмёрки. Тогда Российская Федерация заняла последнее место в рейтинге по критерию «полная и значительная реализация политики энергоэффективности», второе место после Италии по критерию «реализация в процессе выполнения или планировки» и первое место по критерию «политики не реализуются». Во всех трёх рейтингах Россия заняла последнее место не только по всем рекомендациям относительно мер политики, но также и по каждому из секторов. Однако с тех пор картина существенно изменилась, ситуация в России после 2009 г. заметно улучшилась.

На сегодняшний день насчитывается свыше 70 нормативно-правовых актов, которые регулируют отношения в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности. Как показывает сравнение российских мер политики по повышению энергетической эффективности с 25 мерами, рекомендованными МЭА, принятие российских нормативных актов серьёзно улучшило позицию России в рейтинге стран по реализации политики энергоэффективности (табл. 7).

Таблица 7

Рекомендации МЭА по мерам политики	Соответствующие меры политики и нормативных актах Российской Федерации
1.	Межсекторальные меры политики
1.1	Меры по стимулированию инвестиций в энергетическую эффективность	Федеральный Закон № 261-ФЗ и Государственная программа «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года»
1.2	Национальные задачи и стратегии в области энергетической эффективности	Указ Президента № 889 и Государственная программа «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года»
1.3	Соблюдение, реализация, контроль и оценка мер по повышению энергетической эффективности	Федеральный Закон № 261-ФЗ и Государственная программа «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года»
1.4	Индикаторы энергетической эффективности	Государственная программа «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года»
1.5	Мониторинги отчетность о прогрессе с рекомендациями МЭА по энергетической эффективности	Государственная программа «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года» и Постановление Правительства Российской Федерации от 1 июня 2010 г. № 391 «О порядке создания государственной информационной системы в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности и условий для ее функционирования»
2.	Здания
2.1	Строительные нормы и правила для новых зданий	Федеральный закон № 261-ФЗ, Постановление Правительства РФ от 25.01.2011 № 18 «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов», Приказ Министерства регионального развития от 28 мая 2010 г. № 262 «О требованиях энергетической эффективности зданий, строений, сооружений»
2.2	Пассивные дома и дома нулевой энергии	Не регулируется на законодательном уровне, есть отдельные частные и институциональные инициативы
2.3	Пакет мер политики, направленных на повышение энергетической эффективности в существующих зданиях	Федеральный Закон №261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности», Приказ Министерства регионального развития от 28 мая 2010 г. № 262 «О требованиях энергетической эффективности зданий, строений, сооружений» и строительные нормы, изменения № 185-ФЗ «О Фонде содействия реформированию жилищно- коммунального хозяйства»
2.4	Схемы сертификации зданий	Федеральный Закон № 261-ФЗ, Постановление Правительства РФ от 25.012011 № 18 «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов», Приказ Министерства регионального развития от 28 мая 2010 г. № 262 «О требованиях энергетической эффективности зданий, строений, сооружений»
2.5	Повышение энергетической эффективности светопрозрачных конструкций	Приказ Министерства регионального развития № 262
3.	Бытовые приборы и оборудование
3.1	Обязательные требования по характеристикам энергетической эффективности товаров и оборудования и их маркировка	Постановление Правительства РФ от 31.12.2009 № 1222 «О видах и характеристиках товаров, информация о классе энергетической эффективности которых должна содержаться в технической документации, прилагаемой к этим товарам, в их маркировке, на их этикетках, и принципах правил определения производителями, импортерами класса энергетической эффективности товара»; Приказ Министерства промышленности и торговли РФ от 7.09.2010 № 769 «О категориях товаров, которые должны содержать информацию о классе их энергетической эффективности в технической документации»
3.2	Модели электронного и сетевого оборудования низкой мощности, включая модели с режимом «стендбай»	Не регулируется
3.3	Телевизоры, DVD-проигрыватели, ресиверы и другое теле- и видеооборудование для домашнего использования	Не регулируется
3.4	Энергетические стандарты промышленных испытаний и протоколы измерения	Постановление Правительства Российской Федерации № 1222, Федеральный Закон № 84-ФЗ «О техническом регулировании»
4.	Освещение
4.1	Постепенный вывод из эксплуатации ламп накаливания и переход на освещение в соответствии с требованиями передовой практики в этой области	Федеральный Закон № 261-ФЗ
4.2	Обеспечение освещения низкой стоимости в зданиях, не связанных с постоянным проживанием, и постепенное сокращение неэффективного топливного освещения	Федеральный Закон № 261-ФЗ
5.	Транспорт
5.1	Эффективные шины	Не регулируется
5.2	Обязательные стандарты топливной эффективности для лёгких грузовиков	Не регулируется
5.3	Экономия топлива тяжёлыми грузовиками	Не регулируется
5.4	Эко - вождение	Не регулируется
6.	Промышленность
6.1	Сбор надежных данных и информации об энергетической эффективности в сфере промышленности	Регулярная практика и Постановление Правительства Российской Федерации № 391 от 01.06.2010 «О порядке создания государственной информационной системы в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности и условий для ее функционирования»
6.2	Энергетические характеристики электромоторов	Не регулируется
6.3	Помощь в развитии способностей энергетического менеджмента	Федеральный Закон № 261-ФЗ
6.4	Пакет мер политики, направленных на повышение энергетической эффективности на малых и средних предприятиях	Не регулируется
7.	Коммунальные услуги
7.1	Схемы повышения энергетической эффективности конечного потребления энергии в сфере коммунальных услуг	Федеральный Закон № 261-ФЗ и Постановление Правительства Российской Федерации от 15.05.2010 № 340 «О порядке установления требований к программам в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности организаций, осуществляющих регулируемые виды деятельности»

Степень заполнения таблицы 7 существенно возросла, однако в ней все еще остаются «белые пятна». Новые механизмы, запущенные этими нормативными актами на федеральном уровне в последние два-три года, включают:

1) Федеральную поддержку по реализации региональных программ по энергосбережению и повышению энергетической эффективности;

2) Учёт энергии и воды;

3) Маркировку и классы энергетической эффективности;

4) Стандарты энергетического менеджмента;

5) Государственные закупки энергоэффективного оборудования;

6) Энергосервисные контракты;

7) Федеральную информационную систему энергосбережения, энергетические балансы, аналитические инструменты и улучшение энергетической статистики;

8) Информационную поддержку и популяризацию;

9) Обучение специалистов в области энергетической эффективности;

Приведенный ниже анализ организован не по секторам потребления энергии, а по видам мер политики: административные меры, инструменты ценообразования, меры поддержки из федерального бюджета, экономические стимулы, информационные инструменты.

Важнейшим фактором принятия правильных решений по повышению энергоэффективности является наличие информации, формирующей уверенность в том, что будет получен эффект. Сбор, анализ, систематизация и распространение информации о положительном опыте реализации энергосберегающих проектов позволяет оценивать их эффект и повышает степень уверенности в достижимости таких эффектов. К большому сожалению, в России во многих проектах мониторингу эффекта уделяется мало внимания. Для ликвидации информационного барьера необходимы создание баз данных, pазpаботка и pеализация обpазовательных пpогpамм и пpогpамм совеpшенствования пpофессиональной подготовки; демонстpации энеpгоэффективных технологий и обоpудования; оpганизация pаботы по инфоpмационному обслуживанию потpебителей по вопpосам эффективного использования энеpгии.

В целях овладения минимумом знаний, необходимых для фоpмиpования навыков эффективного использования энеpгии, во всех сpедних и высших учебных заведениях, независимо от их пpофиля, можно пpедусмотpеть обязательное пpеподавание основ эффективного использования энеpгии в pамках куpса основ экологических знаний и культуpы. Для этого Министерство науки и образования РФ должно pазpаботать учебные пpогpаммы, учебные пособия и оpганизовать подготовку и пеpеподготовку кадpов пpеподавателей. [32]

6. Совершенствование механизма внедрения инновационных энергосберегающих технологий

В недалеком прошлом рост энергопотребления считался фактором, указывающим на экономический рост. Однако ресурсоемкая экономика постепенно становится все менее эффективной на фоне увеличения стоимости ресурсов. Скорость регенерации возобновляемых ресурсов при этом недостаточно высока в сравнении с уровнем потребления. Не менее серьезной проблемой является загрязнение окружающей среды при использовании энергоресурсов.