Рыбная отрасль России, несмотря на все существующие трудности, сейчас находится на подъеме – это экономически, материально и реально установленный факт.
Рыбаки России вышли на годовые объемы добычи биоресурсов в 4 млн тонн. И это несмотря на сокращение численности промысловых судов из-за их списания «по старости», при наличии недостатка в рыбоперерабатывающих и холодильных мощностей.
Успешно идет импортозамещение рыбной продукции. За последние пять лет объем импорта рыбы сократился на 17%. Одновременно с этим выросло потребление рыбной продукции населением страны. По разным оценкам, в настоящее время оно составляет 19-20 кг в год на душу населения, что близко к рациональной норме питания в 22 кг.
Для устранения недостатков на подъем, модернизацию и обновление рыбохозяйственного комплекса по решению правительства в рамках «рыбной» госпрограммы до 2020 года запланировано выделить 90 млрд рублей. При этом добыча биоресурсов должна возрасти до 4,5 млн тонн в год, а выпуск переработанной и консервированной рыбы и морепродуктов – до 4 млн тонн.
Рыбе нужен холод. И в море, и на суше
Важную роль в сохранении улова, рыбы сырца и рыбной продукции в переработанном виде играет холод. Он широко применяется в рыбопромысловой и рыбоперерабатывающей отрасли на всех этапах: во время добычи рыбы и доставки ее на берег; при временном хранении и последующей транспортировке на материк; при хранении в распределительных холодильниках и поставке населению через сеть торговых холодильников.
Особенностью рыбохозяйственного комплекса страны является то, что более 70% его холодильных мощностей находится на рыбопромысловых судах. Холод на судах обеспечивает холодильную обработку рыбы при ее переработке, заморозке и временном хранении в холодильных трюмах (камерах) судов для сохранения качества при доставке на береговые холодильники. Остальные холодильные мощности интенсивно эксплуатируются в рыбопереработке и хранении рыбопродукции на береговых базах и в распределительных холодильниках.
Известно, что холодильное оборудование на судах, а также береговые и материковые холодильники изношены на 70-80%. В то же время на предприятиях, связанных с использованием холода, более 60% энергозатрат поглощает энергоемкий процесс его выработки. Тем более трудной становится задача сокращения энергопотерь, а значит, и повышения энергоэффективности в процессе выработки и рационального использования холода.
Что такое энергоэффективность
Мировое сообщество, обеспокоенное дефицитом энергоресурсов и ростом цен на энергоносители, ищет любые пути сокращения потребления энергии и потерь на всех этапах ее получения, передачи и использования в любых отраслях промышленного производства, вплоть до бытового сектора потребления.
Один из путей решения проблемы сокращения энергоресурсов – повышение энергоэффективности промышленного, бытового оборудования и технологических процессов производства. С учетом этого в прикладном смысле энергоэффективность можно определить как возможность получения большей отдачи от работы оборудования при меньших энергозатратах.
Стратегии Европы и России
Наиболее последовательно борьбу за энергоэффективность ведут страны ЕС, где этой проблеме придан статус государственной важности, ибо она является большим скрытым энергоресурсом, который уже сейчас с успехом используется для развития промышленного потенциала. Решение задачи борьбы за энергоэффективность обеспечивается и регулируется нормами, директивами и регламентами. В контексте этих документов энергоэффективность способствует достижению трех целей энергетической политики ЕС:
- повышению энергобезопасности и энергонезависимости стран от внешних источников и воздействий;
- снижению негативного воздействия на экологию от использования энергоресурсов;
- повышению конкурентоспособности всех видов промышленности и сельскохозяйственного производства.
Важнейшими директивами ЕС в области энергоэффективности и энергосбережения являются:
- Директива 2006/32/ЕС от 05.04.2006 «О повышении эффективности конечного использования энергии и энергетических услуг». Близкий отечественный аналог этого документа – Федеральный закон РФ №261-ФЗ от 23.11.2009 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности…»;
- Директива 2010/31/ЕС от 19.05.2010 «Об энергосбережении зданий»;
- Директива ErP (Energy relaited Prodacts-Directiv), которая является основой для определения возможностей повышения экономичности различных объектов, связанных с энергопотреблением. Новейшие нормы ErP 2015, выпущенные в июне 2010 года, касаются практически всех видов продукции, которые в какой-либо форме потребляют энергию. Сюда же относятся, например, компрессоры, насосы и другие виды оборудования.
Меры по повышению энергоэффективности и энергосбережения входят в число главных принципов глобальной энергетической безопасности и развития взаимодействия России и ЕС. Для координации усилий в этом направлении между Россией и ЕС в нашей стране создан и работает Центр энергетических технологий. На международном уровне эти вопросы курирует Международное энергетическое агентство (МЭА) и Европейская экономическая комиссия ООН.
Серьезно тормозит повышение энергоэффективности в России высокая энергоемкость оборудования и технологических процессов, которая превышает европейский уровень в 3-4 раза, в то время как именно она определяет цену жизни и потенциал развития современного государства. Улучшение ситуации в нашей стране намечено в рамках программы «Энергетическая стратегия России на период до 2020 года», основой которой является снижение удельных затрат на производство и использование энергоресурсов за счет оптимизации их потребления, применения энергосберегающих технологий и оборудования, сокращения всех видов энергопотерь.
Основной документ в этой области в странах ЕС – Директива «Зеленая книга» по сокращению энергопотерь на 20% до 2020 года.
Европейский опыт
Высшим уровнем в области энергоэффективности оборудования и систем хладоснабжения является зарубежная практика компьютерного расчета и моделирования энергоэффективности и энергосбережения действующих и проектируемых производств. Подобная работа ведется на всех этапах: в процессе проектирования, при последующем пуске в эксплуатацию, а также при эксплуатации с целью управляемого регулирования производственно-технологического процесса для достижения эффекта максимальной энергоэффективности. Данные операции являются основой энергетического менеджмента любого современного энергопотребляющего предприятия.
Работы по повышению энергоэффективности и сокращению энергозатрат экономически выгодны, ибо по данным (МЭА) каждый доллар, вложенный в это направление, приносит прибыль в 4 доллара через 3-4 года работы предприятия.
Для потребителей отметим, что из иностранных поставщиков энергоэффективного холодильного оборудования в России известны такие компании, как Johnson Controls (YORK), например, своими каскадными системами с диоксидом углерода и чиллерами с минимальной заправкой аммиака; GEA Grasso – поршневыми компрессорами V-образного типа; BITZER – компрессорами типа ECOLINE, Danfoss и Guntner некоторыми видами своей продукции и др.
В полной мере учитывает современные требования по энергоэффективности холодильного оборудования и российско-финская компания Cooltech Finland OY/ООО «Култек».
В настоящее время наиболее энергоэффективное холодильное оборудование неразрывно связано с использованием природных хладагентов, экологически чистых и не имеющих заметного «парникового» эффекта. Запрет на озоноопасные и «парниковые» хладагенты фреонового ряда неизбежно ведет к возврату использования аммиака, диоксида углерода, пропана и др. природных и энергоэффективных хладагентов. Эта тенденция в последние 10 лет наиболее ярко проявляется в Европе.
На практике оценку энергоэффективности для любого вида оборудования, в том числе и холодильного, по основному показателю – снижению энергозатрат – можно проводить как с привлечением математического аппарата (эмпирических формул) или в простейшем случае, например для холодильного оборудования, путем сравнения реальных холодильных коэффициентов, так и с помощью экспертных оценок. В зависимости от сложности оборудования и системы в целом, а также с учетом пожеланий заказчика оценка энергоэффективности может быть как ориентировочной, так и более тщательной, углубленной.
Сомнительная экономия
К сожалению, в практике отечественных компаний зачастую вместо работ по энергоэффективности и энергосбережению затраты на перерасход электроэнергии включаются в себестоимость продукции. От этого страдают кошельки потребителей и снижается конкурентоспособность товара.
Основой грамотного выбора энергоемкого оборудования в развитых странах зарубежья является количество электроэнергии, потребляемой в течение года эксплуатации с учетом сезонных колебаний. Этот критерий актуален и для России, ибо по ценам на электроэнергию мы вплотную приблизились к странам Запада. Например, по уровню цен в 2011 году на электроэнергию для промышленных предприятий мы близки к США – 5,91 цента за киловатт и 6,88 цента, соответственно.
На практике для разработки и реализации конкретных мероприятий по повышению энергоэффективности холодильного оборудования работающего, реконструируемого или вновь строящегося предприятия необходимо проводить его энергоаудит или экспертизу. Общий алгоритм подобных процедур приведен на рисунке 1.
рис. 1
Пренебрежение данным алгоритмом и принятие волевого решения о закупке холодильного оборудования с позиции «что дешевле» приводит, как правило, к значительным потерям при последующей эксплуатации.
Аналогичные потери наблюдаются и при ошибочном, некорректном подборе «недоразмеренного» оборудования с целью сокращения первичных затрат. По данным специалистов, длительная (до 10 лет) эксплуатация теплообменного оборудования с характеристиками на 15-20% ниже заявленных в каталоге или в контрактном предложении приводит к потерям в 15-17 раз большим, чем первичный ценовой выигрыш на стоимости дешевого оборудования.
Итогом использования холодильного оборудования с более низкими рабочими характеристиками, чем заявленные поставщиком в предложениях, являются значительные издержки в течение жизненного цикла оборудования. Кроме того, это оказывает отрицательное влияние на экологию из-за увеличенного энергопотребления, которое связано с большими выбросами СО2 при выработке перерасходованной энергии.
Таким образом, разумный подход к закупке холодильного оборудования должен основываться не столько на закупочной цене, сколько на учете эксплуатационных расходов на протяжении хотя бы годового, а в идеале всего жизненного цикла оборудования.
Как сделать правильный выбор
Какие же практические рекомендации дают холодильные практики и аналитики по энергоаудиту для повышения энергоэффективности и сокращения энергопотерь холодильных агрегатов и систем?
На энергоэффективность влияет множество факторов. Расскажем о каждом из них подробнее.
В первую очередь необходимо правильно выбрать тип холодильного оборудования для конкретных производственных условий – промышленного или коммерческого. Использование энергоэффективных и высокопроизводительных промышленных компрессоров открытого типа против полугерметичных, то есть коммерческого диапазона, позволяет существенно повысить надежность и сократить энергопотребление агрегатов и систем хладоснабжения.
Немаловажен и корректный выбор системы хладоснабжения – централизованной либо дискретной, схемы охлаждения – прямого или с промежуточным хладоносителем, а также вида хладагента – аммиака, диоксида углерода либо фреона.
Кроме того, стоит обратить внимание на подбор соотношения температур испарения и конденсации. Их разница должна быть как можно меньше. Также следует учитывать, что повышение температуры испарения на 1 оС дает экономию энергозатрат на 3-4%.
Существенный вклад в энергоэффективность приносит использование частотных вариаторов вращения роторов компрессоров, а также частотных преобразователей для насосов и вентиляторов холодильного оборудования.
Важно также отметить, что применение природных хладагентов (аммиака, диоксида углерода и др.) вместо фреонов позволяет устранить зависимость от закупки дорогих зарубежных хладагентов и снизить энергозатраты.
Использование испарительных конденсаторов для снижения температуры конденсации хладагента приводит к снижению установленной мощности холодильного оборудования при сохранении холодопроизводительности, а также к уменьшению энергопотребления в процессе эксплуатации.
Применение системы free cooling с сухими охладителями для промежуточного хладоносителя в холодное время года экономит энергозатраты за счет снятия части нагрузки с холодильных агрегатов.
Эффективным является использование теплоты рекуперации – нагрева теплоносителя теплотой конденсации хладагента, например, при получении горячей (до 60 оС) воды для технических нужд или отопления. Срок окупаемости подобных блоков рекуперации составляет 1,5-2 года.
Очень важен правильный подбор оптимальной для конкретной установки или комплекса хладоснабжения системы автоматизации и контроля.
Мероприятия по энергоэффективности и энергосбережению дают неизменно положительный результат, как экономический, так и экологический, и работают на прибыль и деловой имидж заказчика.
Автор: Анатолий Рукавишников, к. т. н., Андрей Шавель
ИД «СФЕРА»
